Устройство для удаления льда с карнизов крыш зданий и сооружений Российский патент 2024 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 индуктором вихревых токов электрически соединённым с электроразрядным источником тока содержащий расположенный в корпусе и подпружиненный относительно последнего шток с бойком, которые применяются для обрушения различных материалов, например, «Ручной инструмент» по а.с. № 737713.

Известно устройство [а.с. № 918220, B65G 65/30, 07.04.1982 г.], подключенное к источнику импульсного тока, содержащее рабочую парамагнитную пластину из материала высокой электропроводности, расположенную между электромагнитной катушкой и обрабатываемой поверхностью бункера, подпружиненный шток.

В данном устройстве по окончании заряда батареи конденсаторов от питающей сети 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, а возврат пластины в исходное состояния производится за счёт подпружиненного штока.

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. № 1638285, E04D 13/06, 30.03.1991г.], которое включает электромагнитный индуктор вихревых токов, соединенный с электроразрядным источником питания и расположенный под свесом карниза, на котором образуется лёд. Катушка индуктора, контактируемая с ребром свеса карниза через токопроводящую пластину прикреплена с помощью винта с пружиной, обеспечивающей возврат пластины в исходное состояние.

Общим недостатком рассмотренных аналогов является наличие возвратной пружины, которая уменьшает силу ударного воздействия, что снижает эффективность воздействия механических импульсов на очищаемую поверхность и требует дополнительного расхода энергии на преодоление силы, создаваемой возвратной пружиной.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для удаления льда с карнизов крыш зданий и сооружений [патент. № 2169245, E04D 13/00, 20.06.2001г.], содержащее 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, выполненная из материала высокой электропроводности, при этом оно дополнительно снабжено подпружиненным в противоположном направлении действию механических импульсов штоком, 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.

Недостатком данного устройства является то, что оно снабжено подпружиненным в противоположном направлении действию механических импульсов штоком, с одной стороны связанными с упругим элементом, выполненным в виде линейного волновода, механически развязанного с карнизом крыши, а с другой стороны - с источником механических импульсов, установленным на узел крепления. Наличие подпружиненного штока снижает силу механических импульсов, а, следовательно, и эффективность их воздействия на очищаемую поверхность и увеличивает энергозатраты на работу устройства.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы устройства по удалению льда с карнизов крыш зданий и сооружений и снижение энергозатрат, которая решается тем, что в устройство для удаления льда с карнизов крыш зданий и сооружений введены электромагнит и коммутационный элемент его включения и отключения, при этом шток, выполняющий роль якоря электромагнита выполненного из ферромагнитного материала, что обеспечивает путь замыкания магнитного потока, создаваемого катушкой электромагнита и создания втягивающей механической силы. Согласно принципу работы электромагнитов по данным [см. книгу А.В. Гордон, А.Г. Сливанская Электромагниты постоянного тока. - М.: Госэнергоиздат, 1960., с. 25-30].

На чертеже изображено в продольном разрезе устройство для удаления льда с карнизов крыш зданий и сооружений в исполнении установки узла крепления с наружной стороны стены.

Устройство для удаления льда с карнизов крыш зданий и сооружений содержит источник механических импульсов 1, подключенный через кабель 2 к блоку питания 3 и установленный на узле крепления 4, который жестко закреплен на стене 5 здания или сооружения, упругий элемент, выполненный в виде линейного волновода 6, расположенного вдоль карниза крыши 7, а также шток 8, который одной стороной связан с источником механических импульсов 1, а с другого конца жестко или шарнирно связан с линейным волноводом 6, выполненным в виде любого металлического профиля, как, например, на чертеже в виде уголка, причем волновод 6 механически развязан с карнизом крыши и в то же время расположен в зоне интенсивного льдообразования 9. Узел крепления 4 жестко установлен при помощи двух шпилек 10 на стене здания с наружной стороны, к нему также при помощи двух стоек 11 закреплён корпус электромагнита 12.

При этом блок питания 3 выполнен в виде генератора импульсных токов, а источник механических импульсов 1 - плоской катушки вихревых токов. Пластина 13, в которой наводятся вихревые токи, выполнена из электропроводного материала. Электромагнит 12 подключен к источнику питания через коммутационный элемент 14.

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

При наличии обледенения, включается блок питания 3, и если он выполнен в виде генератора импульсных токов, то в нем накапливается электрическая энергия, которая за короткий промежуток времени подается через кабель 2 на источник механических импульсов в виде катушки вихревых токов, в которой электрическая энергия преобразуется в магнитное поле, взаимодействующее с пластиной 13, имеющей высокую электропроводность. В свою очередь пластина приводит в поступательное движение шток 8, который ударяет по линейному волноводу 6, возбуждая в последнем элементе вынужденные упругие колебания. Эти колебания, распространяясь на всю длину волновода, стряхивают лед как с самого волновода, так и с карниза крыши 7. После совершения полезной работы шток 8 возвращается в исходное положение за счет кратковременного подключения обмотки электромагнита к блоку питания 3 при помощи коммутационного элемента 14.

Таким образом, благодаря исключению возвратной пружины и использованию электромагнита и коммутационного элемента производится перемещение и возврат штока без энергозатрат на преодоление сил сопротивления, создаваемых возвратной пружиной, чем достигаются задачи повышения эффективности работы устройства по удалению льда с карнизов крыш зданий и сооружений и снижение энергозатрат на совершение работы по удалению льда с карнизов крыш зданий и сооружений.

Техническим результатом является повышение эффективности работы устройства за счет перемещения и возврата штока без дополнительных энергозатрат.

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройствам для удаления льда с карнизов крыш зданий. Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационной надежности устройства. Устройство для удаления льда с карнизов крыш включает источник механических импульсов с узлом его крепления на здании и упругий элемент, расположенный вдоль карниза крыши, связанный с источником механических импульсов, выполненный в виде плоской катушки вихревых токов и снабженный генератором импульсных токов, электрически связанным с катушкой. Между катушкой вихревых токов и штоком установлена пластина, выполненная из материала высокой электропроводности. Устройство дополнительно снабжено электромагнитом и коммутационным элементом, при этом шток выполнен из ферромагнитного материала. 1 ил.

Устройство для удаления льда с карнизов крыш зданий и сооружений, включающее источник механических импульсов с узлом его крепления на здание, подключенный через кабель к блоку питания, упругий элемент, выполненный в виде линейного волновода, расположенного вдоль карниза крыши, и шток, который с одного конца связан с источником механических импульсов, а с другого конца связан с линейным волноводом, при этом блок питания выполнен в виде генератора импульсных токов, а источник механических импульсов в виде плоской катушки вихревых токов, между катушкой вихревых токов и штоком установлена пластина из электропроводного материала, в которой наводятся вихревые токи, отличающееся тем, что к узлу крепления с наружной его стороны с помощью стоек закреплен электромагнит, подключенный к блоку питания через коммутационный элемент, при этом якорем электромагнита является шток, выполненный из ферромагнитного материала.