УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ЛЬДА С КАРНИЗА ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ Российский патент 2019 года по МПК E04D13/76 

Изобретение относится к электротехническим устройствам, использующим электромагнитные взаимодействия для создания механических сил и может применяться для удаления льда с карнизов крыш зданий и сооружений и обрушения материалов, находящихся на поверхностях в промышленности, стационарных и транспортных средствах, жилищно-коммунальном хозяйстве и т.д.

Известны ручные инструменты в которых механические силы создаются гидроприводом или электроприводами, которые применяются для обрушения различных материалов, например, «Ручной инструмент» по а.с. № 737713.

Известно устройство [а.с. №918220, B65G 65/30, 07.04.1982г], подключенное к источнику импульсного тока, содержащего питающую сеть, например 220В, подключенной к преобразующему блоку, который повышает напряжение и преобразует переменный ток в постоянный, параллельно цепи преобразующего блока подключена батарея конденсаторов, связь которой с электромагнитной катушкой осуществляется через разрядное устройство кабельной цепочкой, рабочую парамагнитную пластину из материала высокой электропроводности, расположенную между электромагнитной катушкой и обрабатываемой поверхностью бункера.

В данном устройстве по окончании заряда батареи конденсаторов от питающей сети 220В через преобразующий блок производится подключение батареи конденсаторов к электромагнитной катушке посредством разрядного устройства (коммутатора). В результате этого, за короткий промежуток времени, происходит высвобождение энергии, накопленной на конденсаторной батарее, по кабельной цепочке в электромагнитную катушку, где создается кратковременное электромагнитное поле большой интенсивности. Это поле взаимодействует с закрепленными у катушки парамагнитной и дополнительной пластинами, наводя в них вихревые токи, создающие свои электромагнитные поля. Взаимодействие этих полей приводит к взаимному отталкиванию обеих пластин, одна из которых передает энергию отталкивания на очищаемую поверхность. Удаление налипшего материала с очищаемой поверхности осуществляется за счет упругой деформации.

Известно также устройство [патент Великобритании № 1407859, кл. F22C, 1972] для отделения наслоений, где используется накопленная в конденсаторах электрическая энергия, которая за короткий промежуток времени разряжается на электромагнитную катушку, закрепленную на стенке очищаемого бункера.

Известно устройство [а.с. № 2394183, C2 19/34, F21S9/02, 10.07.2010г], автономного освещения дорог, содержащее солнечные батареи, аккумулятор батарей, датчик движения, датчик освещенности, устройство управления, лампу светильника, таймер, вторую лампу светильника. Технический результат - увеличение длительности работы автономного устройства освещения за счет рационального использования накопленной солнечной энергии.

Известно устройство [а.с. № 1038399 А, E01C 19/34; E02D 3/046 30.08.1983г], c помощью которого происходит утрамбовка материалов. Это устройство содержит корпус с катушкой индуктивности, соединенной с источником тока, приемный элемент и трамбующую плиту, снабжено генератором электрических импульсов с разрядным накопителем энергии и программным коммутатором. Катушка индуктивности расположена перпендикулярно приемному элементу, контактирующему с трамбующей плитой.

При включении программного коммутатора разрядный накопитель энергии разряжается на катушку индуктивности, при этом импульс тока создает вблизи катушки импульсное магнитное поле, наводящее в электропроводном материале приемного элемента вторичный импульсный ток. Взаимодействие первичного и наведенного токов приводит к резкому отталкиванию приемного элемента вместе с трамбующей плитой, которой сообщается ударный импульс. В паузах между импульсами происходит накопление электрической энергии в разрядном накопителе, расходуемой на очередной импульс.

Известно устройство [а.с. № 1638285, E04D 13/06, 30.03.1991г]. Устройство включает электромагнитный индуктор вихревых токов, соединенный с электроразрядным источником питания. При работе индукторов вихревых токов создаются импульсы силы, преобразованные от импульсов электромагнитного поля, созданного при включении разрядного источника электроэнергии.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство [Левин И.А. Мы сбиваем сосульки с крыши.- Химия и жизнь. 1982. № 12. с.82-85.] для удаления льда с карниза здания и сооружения, содержащее индуктор в виде соленоидов, программный коммутатор с тиристорами, накопитель электрической энергии. Это устройство может быть расположено на крыше здании целиком и питаться от электрической сети здания, а также возможно исполнение, когда провода и индукторы могут располагаться на очищаемом здании и подключаться к накопителю через переходную коробку, расположенную на фасаде, а накопитель электрической энергии и программный коммутатор на автомобиле или автоприцепе с питанием устройства от электрического генератора автомобиля.

Недостатком данного устройства является необходимость его подключения к силовой электропитающей сети и применение программируемого коммутатора. Задачей предлагаемого изобретения является достижение автономности работы устройства и его упрощение при сохранении функциональных параметров.

Поставленная задача достигается тем, что в устройство для удаления льда с карниза здания и сооружения в качестве источника электрической энергии введена солнечная батарея, а вместо программного коммутатора применен триггерный неуправляемый диод, при этом солнечная батарея соединена со входом электроразрядного источника питания через диод, а его выход соединен с электромагнитным индуктором вихревых токов через триггерный неуправляемый диод.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для удаления льда с карниза здания.

На фиг. 2 приведена электронно-функциональная схема конкретной реализации устройства для удаления льда с карниза здания.

Устройство для удаления льда с карниза здания и сооружения содержит солнечную батарею 1, подключённую через диод 2 к элекроразрядному источнику питания 3, который через триггерный неуправляемый диод 4 подключен к электромагнитному индуктору вихревых токов 5.

Устройство для устройства для удаления льда с карниза здания и сооружения работает следующим образом.

Солнечная батарея 1 заряжает через диод 2 элекроразрядный источник питания 3 через триггерный неуправляемый диод 4. По достижении на элекроразрядном источнике питания напряжения включения для перехода триггерного неуправляемого диода в открытое состояние, подключается электромагнитный индуктор вихревых токов 5, который создает электромагнитное поле, что приводит к созданию механической силы, разрушающей структуры гололедных отложений.

Таким образом, благодаря использованию триггерного неуправляемого диода и исключению программируемого коммутатора осуществляется упрощение устройства при этом обеспечивается автоматический режим его работы, а применение в качестве питающей сети солнечной батареи обеспечивает автономность работы устройства.

Согласно физике работы триггерного неуправляемого диода, по данным [Кублановский. Я. С. Тиристорные устройства. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1987. — 112 с.: ил.] суть его работы заключается в том, что при прямом включении он не пропускает ток до тех пор, пока напряжение на его выводах не достигнет величины включения, которое не может быть изменено. Это связано с тем, что у триггерного неуправляемого диода нет управляющего вывода. Таким образом отпадает необходимость в использовании программного коммутатора, а электромагнитный индуктор вихревых токов генерирует электромагнитное поле, создающее механический импульс, при достижении на электроразрядном источнике питания, состоящего из конденсаторного каскада, необходимого напряжения включения. Диод 2 необходим для исключения протекания тока от электроразрядного источника питания к солнечной батарее в обратном направлении.

Предложенное электротехническое устройство является автономным, так как использует в качестве источника питания солнечную батарею. использующим электромагнитные взаимодействия для создания механических сил и может применяться для удаления льда с карнизов крыш зданий и сооружений и обрушения материалов, находящихся на поверхностях в промышленности, стационарных и транспортных средствах, жилищно-коммунальном хозяйстве и т.д.

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству для удаления льда с карниза здания. Технический результат изобретения заключается в упрощении устройства. В устройстве для удаления льда в качестве источника электрической энергии введена солнечная батарея, а вместо программного коммутатора применен триггерный неуправляемый диод. Солнечная батарея соединена со входом электроразрядного источника питания через диод, а его выход соединен с электромагнитным индуктором вихревых токов через триггерный неуправляемый диод. 2 ил.

Устройство для удаления льда с карниза здания и сооружения, включающее электромагнитный индуктор вихревых токов, соединенный с электроразрядным источником питания, отличающееся тем, что с целью снижения энергозатрат и автономности работы устройства дополнительно установлена солнечная батарея, диод и триггерный неуправляемый диод, при этом солнечная батарея через диод соединена со входом электроразрядного источника питания, а его выход соединен с электромагнитным индуктором вихревых токов через триггерный неуправляемый диод.