Устройство для предотвращения наледей и сосулек Российский патент 2023 года по МПК E04D13/76 

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройствам удаления наледей и сосулек с крыш зданий и сооружений.

Известно устройство для удаления наледей и сосулек с крыш, включающее нижнюю кромку крыши, выступающую за стену, и подпружиненные штоки для передачи встряхивающего воздействия, в котором под нижнюю кромку крыши введен дополнительный элемент, установленный с возможностью движения, который продолжает скат крыши и отстоит от нижней кромки крыши на минимальный нахлесточный зазор, причем с этим дополнительным элементом шарнирно соединены и подпружиненные штоки, элемент, выполненный в виде утолщения, по меньшей мере, одного поворотного звена, шарнирно скрепленного со стеной или каркасом крыши и с одним подпружиненным штоком, причём поворотное звено выполнено одноконсольным с осью шарнира поворота звена, максимально приближенной к неподвижной нижней кромке крыши с сохранением нахлесточного зазора, а встряхивающий поворот звена осуществляется в сторону увеличения угла ската, при этом перемещение подпружиненного штока, шарнирно скрепленного с поворотным звеном, является плоскопараллельным, а шток выполнен криволинейным, поворотное звено принято двухконсольным, одна из консолей которой выполнена как элемент, продолжающий крышу по линии ската, а другая консоль шарнирно присоединена к подпружиненному штоку, введенный элемент выполнен в виде, по меньшей мере, одного ползуна с поступательным прямолинейным движением вдоль линии ската, помещенного в направляющих, закрепленных на каркасе крыши или стене, и присоединен к подпружиненному штоку, при этом минимальный нахлесточный зазор равен толщине направляющей, стена или каркас крыши для ограничения ударного хода поворотного звена или ползуна снабжены упором, отбойным ножом, установленным навстречу движению дополнительного элемента, а подпружиненный шток снабжен винтовым механизмом регулирования амплитуды встряхивающего перемещения, при этом упор выполнен в виде установленной на стене сплошной по длине здания полосы, а отбойный нож является каркасным элементом герметизирующей подшивки крыши (патент RU 2439261, МПК E04D13/076, 2012).

Недостаток устройства заключается в том, что энергия встряхивания устройства для разрушение сосульки приведёт к внутренним напряжениям в элементах карниза с последующим разрушением основания крыши, снижающим эксплуатационную надёжность, а ручной или ножной привод положения поворотного звена в положении оператора сидя или стоя повышает трудоёмкость управления, кроме того секционный передвижной элемент с подпружиненной полосой требует дислокацию оператора между секциями с организацией рабочего места и ручного управления через трос и блок поворотным элементом, что также повышает трудоёмкость обслуживания. Размещение ползуна между основанием стены и карнизом не исключает задувание в образованное пространство снега под крышу здания, что не исключает вероятность его таяния и протекания на верхних этажах здания. В рассматриваемом аналоге не предусмотрена утилизация сосулек и требуется постоянный контроль оператором величины образования сосульки, а во избежание травматизма пешеходов при их обрушении специального ограждения, при этом приостанавливается движении по пешеходной части тротуара улицы.

Известно устройство для удаления льда с карнизов крыш зданий и сооружений, включающее источник механических импульсов с узлом его крепления на здании или сооружении и упругий элемент, расположенный вдоль карниза крыши, связанный с источником механических импульсов, подпружиненными в противоположном направлении действию механических импульсов штоками, с одной стороны связанными с упругим элементом, выполненным в виде линейного волновода, механически развязанного с карнизом крыши, а с другой стороны - c источником механических импульсов, установленным на узел крепления, линейный волновод выполнен в виде любого металлического профиля, сечение которого обеспечивает жесткость по допустимому прогибу на длине между креплениями двух соседних штоков при нагруженном льдом состоянии, величину зазора механической развязки между карнизом крыши и упругим элементом не менее величины амплитуды возбуждаемых колебаний линейного волновода от источника механических импульсов, причем указанный волновод должен быть расположен в зоне интенсивного льдообразования у края карниза, узел крепления устройства установлен на стене здания или сооружения с наружной или внутренней стороны и выполнен в виде трубы, соосной c штоком, жестко закрепленной в стене здания и снабженной с противоположной стороны крепления линейного волновода полостью для установки источника механических импульсов между подпружиненным штоком и упором, закрепленным на трубе, источник механических импульсов выполненный в виде плоской катушки вихревых токов и снабжен генератором импульсных токов, электрически связанным с катушкой, а между катушкой вихревых токов и штоком установлена пластина из материала высокой электропроводности, а между катушкой вихревых токов и штоком установлена дополнительная катушка вихревых токов, электрически связанная с основной катушкой (патент RU 2169245, МПК E04D13/00, 2001).

Недостаток устройства для удаления наледей и сосулек заключается в том, что при обрушении сосульки и наледи с карниза крыши, импульс амплитуды воздействия от подпружиненного штока импульсов через секционный линейный волновод на сосульку приведёт к знакопеременным напряжениям нагрузкам на крепление крыши и его ослабления и как следствие при ветровых нагрузках к раскрытию крепления, а также к характерным ударам о стропила крыши, вызывающих внешний шум и соответственно раздражение жителей, при отрыве сосулек от крыши неизбежны различного рода повреждения кровли крыши.

Кроме этого, допустимый прогиб между соседними подпружиненными штоками по длине линейного волновода требует постоянного контроля оператора, в противном случае произойдёт разрушение секции волновода. Многосекционный линейный волновод с подпружиненными штоками импульсов требует установки катушки вихревых токов от генератора импульсных токов на каждый шток, что повышает себестоимость устройства, а в случае неисправности генератора одного или нескольких штоков приведёт к прогибу секций волновода и их разрушению. В рассматриваемом аналоге не предусмотрена утилизация сосулек и требуется постоянный контроль оператором величины образования сосульки, а во избежание травматизма пешеходов при их обрушении специального ограждения, при этом приостанавливается движении по пешеходной части тротуара улицы. Кроме того, секционный линейный волновод с подпружиненными штоками требует дислокацию оператора между секциями и организации рабочего места для контроля допустимого провисания и включения генератора импульсов, что также повышает трудоёмкость обслуживания. Недостатком аналога также является низкая эффективность его работы из-за обледенения самого устройства перемещения элемента вдоль карниза и конструктивная сложность, обусловленная высокой стоимостью устройства и эксплуатационные издержки.

Известно устройство для удаления наледи и сосулек с карнизов крыш зданий и сооружений и вокруг воронок водосточных труб покрытых противообледенительными материалами, обладающими гидрофобными свойствами, размещенное под карнизом крыши выполненный в виде пневматического рукава расширяющегося под действием нагнетания воздуха, воздействующего на свисающие ледяные сосульки, снабженный гибким резиновым канатом и пружинными амортизаторами, при этом пневматический рукав прикреплен к скобе, выполненной в виде зигзагообразного захвата, закрепленного по краю кровли через упорные уголки с отверстиями для пропуска талой воды, а между исходным состоянием пневматического рукава и вертикалью края образован зазор (патент RU 2509190, МПК E04D13/00, 2014).

Недостаток устройства для удаления наледи и сосулек с карнизов крыш зданий и сооружений и вокруг воронок водосточных труб заключается в том что при отрыве пневматическим рукавом сосулек и наледи с карниза крыши усилие передаётся на карниз крыши и возникающий момент от усилия рукава приведёт к неизбежному различного рода повреждению кровли крыши, к ослаблению крепления с стропилам и, как следствие, при ветровых нагрузках к раскрытию крепления, а также к характерным ударам о стропила крыши, вызывающих внешний шум и соответственно раздражение жителей. Также не исключена возможность механического разрушения пневматического рукава о острые края отделившейся сосульки. В рассматриваемом аналоге не предусмотрена утилизация сосулек, что требуется постоянный контроль оператором величины образования сосульки, а во избежание травматизма пешеходов при их обрушении специального ограждения, при этом приостанавливается движении по пешеходной части тротуара улицы. Недостатком аналога также является конструктивная сложность устройства содержащего опорную планку рукава, расположенную по всей длине здания, многочисленные амортизаторы опорной планки, размещённые по всей длине планки, обусловленная высокой стоимостью устройства и высоких эксплуатационных затрат.

Наиболее близким является устройство для утилизации наледей и сосулек посредством их обрушения, снабженное измельчителем сосулек и наледей, расположенным ниже обрушающего устройства. Между обрушающим устройством и измельчителем расположен короб, на торцевых стенках которого расположены поворотные планки из неметаллического материала с микровыключателями. Измельчитель может быть выполнен в виде одного или двух параллельно расположенных шнеков, на витках которых расположены зубья, а последний виток выполнен плоским, в виде шайбы, на торцах которой установлены режущие ножи гребенчатого типа. Корпус измельчителя в нижней части и одной торцевой имеет перфорацию (отверстия) (патент RU 2555722, МПК E04D13/076, 2015).

Недостаток устройства для утилизации наледи и сосулек с крыш зданий заключается в том, что устройство создаёт дополнительно статическую (за счет массы устройства) и динамическую (от воздействия виде вибрации при перемещении тросо-блочной системы) нагрузку на карниз, которые в совокупности с ветровыми нагрузками вызывают колебание покрытия крыши с последующим ослаблением крепления и разрушением, а также характерные удары о стропила крыши, создающими внешний шум. Провисание троса тросо-блочной системы сопровождается пробуксовкой его на приводном блоке, что приводит к износу и, как следствие, к разрыву и приостановке движения устройства, требующего сложный ремонт, а постоянное натяжение троса увеличивает сопротивление и нагрузку на привод и трудоёмкость обслуживания, так как требуется дополнительное оборудование для работы под карнизом. В случае блокировки роликов тележки тросо-блочной системы возрастает сопротивление движения устройства, что также может привести к обрыву троса и остановки движения устройства и выше изложенным трудностям по восстановлению, а контактная пара из металла ролик–несущая пара неизбежно приведёт к интенсивному износу, требующему ремонт или замену, что при ведёт к увеличению трудоёмкости и себестоимости обслуживания.

Задачей изобретения является разработка упрощенной конструкции устройства для удаления с карниза крыши здания снежного покрова и талой воды от образования наледей и сосулек, обладающей повышенной эксплуатационной надёжностью и обеспечивающей безопасность пешеходной части улично-дорожной сети.

Техническим результатом является эксплуатационная надёжность устройства и качественная очистка снежного покрова, исключающая образование наледей и сосулек на карнизе крыши здания.

Технический результат достигается при использовании устройства для предотвращения наледей и сосулек, содержащего каретку, несущую каретки, электропривод каретки и конечные выключатели для обеспечения реверсивного движения каретки, при этом на каретке закреплена охватывающая сверху очищаемую поверхность рама со щёткой, установленной с возможностью вращения и контакта с очищаемой поверхностью, несущая каретки выполнена в виде верхней и нижней несущих направляющих, каретка снабжена опорным и приводным-опорным колёсами, закреплёнными на передней стенке каретки так, что опорное колесо свободно вращается на оси, а приводное-опорное колесо соединено с валом электродвигателя, неподвижно закреплённого на передней стенке каретки, с возможностью перемещения вдоль верхней и нижней несущих направляющих и воздействия на конечные выключатели расположенные на противоположных концах нижней несущей направляющей.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство обеспечивает очистку от снежного покрова, за счет чего предотвращает образование наледей и сосулек, исключает образование сосулек на карнизе крыш зданий и исключает необходимость применения специальных устройств для их утилизации. При этом каретка размещена под карнизом крыши на стене здания с обеспечением реверсивного движения вдоль верхней и нижней направляющих, закрепленных под карнизом крыши на стене здания и предназначенных для предотвращения отрыва каретки от стены здания. На передней стенке каретки установлена охватывающая сверху карниз крыши рама с размещённой на ней вращающейся от электродвигателя щёткой. В процессе перемещения каретки вдоль карниза крыши щётка вращается и обеспечивает очистку поверхности карниза от снежного покрова и талой воды. Таким образом, предотвращается накопление осадков на карнизе крыши и последующее образование наледей и сосулек.

Заявляемое изобретение поясняется графическим материалом: на фиг. 1-2 схематично представлен в двух проекциях общий вид устройства для очистки снежного покрова от образования наледей и сосулек.

Устройство для предотвращения наледей и сосулек состоит из каретки 1, с парой колес - опорным колесом 2 и приводным-опорным колесом 3, установленными в верхней 4 и нижней 5 несущих направляющих каретки 1, рамы 6, электрической цепи 7.

Опорное колесо 2 свободно вращается на оси 8, неподвижно установленном на передней стенке 9 каретки 1, а приводное-опорное колесо 3 является приводным и соединено с валом 10 электродвигателя 11 неподвижно закреплённого болтовым 12 соединением на передней стенке 9 каретки 1.

Верхняя несущая 4 опорных колес 2 и 3 каретки 1 закреплена болтовым соединением (на чертеже не показано) под карнизом 13 крыши 14 на стене 15 здания и предназначена для предотвращения отрыва каретки 1 от стены 15.

Нижняя несущая 5 опорных колес 2 и 3 каретки 1 также закреплена болтовым соединением (на чертеже не показано) под карнизом 13 крыши 14 на стене 15 здания. На противоположных концах нижней несущей 5 сверху установлены конечные выключатели 16, предназначенные для реверсивного движения каретки 1, а на кронштейнах 17 снизу установлены натяжители 18 троса 19, предназначенного для перемещения, подвешенного на кольцах 20 кабеля 21 электрической цепи 7.

На передней стенке 9 каретки 1 установлена рама 6, охватывающая сверху карниз 13 крыши 14 с размещённым на ней электродвигателем 22, для привода щётки 23, закрепленной на раме с возможностью вращения и контакта с поверхностью крыши 14. Щётка 23 предназначена для удаления снежного покрова 24 и талой воды с карниза 13 крыши 14.

Электрическая цепь 7 предназначена для управления работой электродвигателями 11 и 22 привода каретки 1 и щетки 23 соответственно и содержит источник питания, например, аккумуляторную батарею 25 или штатную электрическую сеть 26 подключённую к конечным выключателям 16 через проводник 27 и кабель 21 к электродвигателю 11 привода каретки 1, а через проводник 28 к электродвигателю 22 привода щетки 23.

Устройство для предотвращения наледей и сосулек работает следующим образом. Перед началом работы необходимо включить от источника питания 25 (аккумуляторная батарея) или 26 (источник переменного тока) электрическую цепь 7. Исходное положение каретки 1 может быть в любом месте под карнизом 13 крыши 14 здания или сооружения.

Устройство в работу вступает по метеосводке или при обнаружении осадков в виде снегопада или талой воды. После чего включается привод передвижения каретки 1. Достигнув противоположного края крыши, опорные колёса 4 или 5 каретка 1, в зависимости от места расположения относительно левого или правого края крыши 14, упираются в конечный выключатель 16, который останавливает её движение и переключает на реверсивный ход, то есть в обратное направление. Таким образом происходит очистка вращающейся щёткой 23 карниза 13 от снега и талой воды, что исключает возможность образования сосулек и наледей от талой воды. При этом центробежные силы щетки 23 сбрасывают рыхлый снег и брызги талой воды с карниза 13 крыши 14, на пешеходную часть улицы, в виде естественных осадков, что исключает травмирование пешеходов.

Как вариант, управление устройством может производиться дистанционно. При этом в качестве следящей системы за образованием снежного покрова 24, талой воды и автоматического включения или отключения устройства, можно использовать известную световую систему в виде фотоэлемента (на чертеже не показано).

Таким образом, устройство для предотвращения наледей и сосулек, содержащее каретку, электропривод каретки, несущую каретки, выполненную в виде верхней и нижней несущих направляющих с расположенными на противоположных концах нижней несущей направляющей конечными выключателями для обеспечения реверсивного движения каретки, закрепленное на каретке охватывающее сверху очищаемую поверхность раму со щёткой, установленной с возможностью вращения и контакта с очищаемой поверхностью, опорное и приводное-опорное колёса, закреплённые на передней стенке каретки так, что опорное колесо свободно вращается на оси, а приводное-опорное колесо соединено с валом электродвигателя неподвижно закреплённого на передней стенке каретки, с возможностью перемещения вдоль верхней и нижней несущих направляющих и воздействия на конечные выключатели, обеспечивает эксплуатационную надёжность устройства и качественную очистку снежного покрова, исключая образование наледей и сосулек на карнизе крыши здания.

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройствам удаления наледей и сосулек с крыш зданий и сооружений. Технический результат - эксплуатационная надёжность устройства. Устройство для предотвращения наледей и сосулек содержит каретку, несущую каретки, выполненную в виде верхней и нижней направляющих, электропривод, конечные выключатели для обеспечения реверсивного движения каретки. На каретке закреплена охватывающая сверху очищаемую поверхность рама со щёткой, установленной с возможностью вращения и контакта с очищаемой поверхностью. Каретка снабжена опорным и приводным-опорным колёсами, закреплёнными на передней стенке каретки так, что опорное колесо свободно вращается на оси, а приводное-опорное колесо соединено с валом электродвигателя, неподвижно закреплённого на передней стенке каретки, с возможностью перемещения вдоль верхней и нижней несущих направляющих и воздействия на конечные выключатели расположенные на противоположных концах нижней несущей направляющей. 2 ил.

Устройство для предотвращения наледей и сосулек, содержащее каретку, несущую каретки, электропривод каретки и конечные выключатели для обеспечения реверсивного движения каретки, отличающееся тем, что на каретке закреплена охватывающая сверху очищаемую поверхность рама со щёткой, установленной с возможностью вращения и контакта с очищаемой поверхностью, несущая каретки выполнена в виде верхней и нижней несущих направляющих, каретка снабжена опорным и приводным-опорным колёсами, закреплёнными на передней стенке каретки так, что опорное колесо свободно вращается на оси, а приводное-опорное колесо соединено с валом электродвигателя, неподвижно закреплённого на передней стенке каретки, с возможностью перемещения вдоль верхней и нижней несущих направляющих и воздействия на конечные выключатели, расположенные на противоположных концах нижней несущей направляющей.