АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СОСУЛЕК С КРЫШ Российский патент 2024 года по МПК E04D13/76 

Изобретение относится к системам, использующим электромагнитное преобразование электрической энергии в управляемое механическое перемещение исполнительных элементов для удаления сосулек с крыш.

Существует устройство для устранения снега, наледи и сосулек с крыш зданий, содержащее вентиляционные трубы для отвода загрязненного воздуха из подсобных помещений квартир и продукты горения газа из нагревателей, проходящие через чердачное перекрытия и крышу, и воздуховоды, использующее полый цилиндрический кожух, установленный на чердачном перекрытии, внутри которого коаксиально с ним установлены вентилятор и последовательно с вентилятором эжектор, при этом воздуховоды соединяют эжектор с вентиляционными трубами, кроме того, кожух имеет входное и выходное сопла. Сосульки, свисающие с крыши, попадают в поток теплого воздуха и начинают таять. Таким образом, происходит освобождение крыши от сосулек. Снег и наледи устраняются в результате разогрева всей крыши (RU 2570582 С2).

Недостатком устройства является низкая эффективность вследствие возможной недостаточности греющих тепловыделений для таяния сосулек вследствие потерь в воздуховодах, рассеяния на свободной ото льда поверхности кровли и т.п. и значительной продолжительности процесса.

Также известна электромеханическая система, содержащая магнитопровод с сетевой обмоткой, подключаемой к источнику питания через устройство управления, вращающуюся вторичную обмотку, на внутренней поверхности которой нанесена резьба, и вал, на наружной поверхности которого также нанесена резьба с образованием подвижного резьбового соединения между вращающейся обмоткой и валом, обеспечивающая при вращении вторичной обмотки перемещение вала в осевом направлении. На торцевых частях магнитопровода установлены кольца, выполненные из антифрикционного материала и образующие между собой и торцевыми частями вращающейся вторичной обмотки подшипник скольжения, при этом диаметр внутреннего отверстия колец меньше, чем наружный диаметр вращающейся обмотки, но больше, чем наружный диаметр вала. Электромеханическая система может содержать установленные на торцевых частях магнитопровода кольца с диаметром внутреннего отверстия, меньшим, чем наружный диаметр вращающейся обмотки, но большим, чем наружный диаметр вала, при этом между кольцами и торцевыми частями вращающейся вторичной обмотки расположены шариковые и/или роликовые элементы качения (RU 2694933 С1).

Недостатком этого устройства является отсутствие возможности непосредственного использования электромеханического преобразователя для удаления элементов льдообразования вследствие вращения вала при вращении вторичной обмотки электродвигателя.

Наиболее близким по технической сущности решением является устройство автоматического сброса наледи и сосулек с козырьков кровли, содержащее балку из металлосодержащего материала, одна боковая поверхность которой жестко закреплена вдоль внутренней поверхности козырька, низковольтные вибрационные электродвигатели, жестко закрепленные через станину на балке вдоль ее верхней поверхности, при этом станина смещена на 50% своего размера в противоположную сторону от крепления балки к козырьку, а вибрационный электродвигатель через станину жестко закреплен на верхней поверхности балки таким образом, что центральная горизонтальная ось указанного электродвигателя проходит параллельно плоскости второй боковой поверхности балки, а расстояние между смежными станинами составляет 1…1,8 м (RU 194796 U1).

Недостатком этого устройства является низкая эффективность вибрационных электродвигателей, косвенно воздействующих на удаляемые льдообразования, что связано с необходимостью повышения их мощности по сравнению с мощностью, обеспечивающей разрушение сосулек при непосредственном механическом воздействии на них.

Задача изобретения - повышение эффективности электродвигателей за счет обеспечения их непосредственного воздействия на элементы льдообразования (сосульки).

Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в повышении эффективности электромеханической системы для удаления сосулек с крыш.

Этот результат является следствием применения электромеханических преобразователей с линейным перемещением интегрированной в конструкцию двигателей тяги и использования способа идентификации информации о контролируемом объекте для формирования сигнала управления электродвигателями.

Сущность предлагаемого изобретения поясняют фиг. 1 и 2.

На фиг. 1 условно показана предлагаемая электромеханическая система для удаления сосулек с крыш. Она включает по крайней мере два электродвигателя 1 с тягами 2 (тяги показаны на фиг. 2), которые жестко связаны балкой из металлосодержащего материала (исполнительный элемент) 3 для удаления сосулек.

Электродвигатель 1, получает питание через устройство управления 4 от сети переменного или постоянного тока 5, на вход которого поступает сигнал датчика мониторинга величины льдообразования (например, видеокамеры) 6. Электродвигатель 1 состоит из магнитопровода с размещенной на нем сетевой обмоткой и вращающейся на валу вторичной обмотки. В валу имеется сквозное отверстие, на внутренней части поверхности которого нанесена резьба. Через сквозное отверстие вала проходит тяга 2, на которую также нанесена резьба. При этом между валом и тягой образовано резьбовое соединение. На конце тяги 2 расположен и жестко связан с тягой 2 исполнительный элемент 3, например, в виде тавра, который удаляет сосульки при перемещении тяги 2. Одновременное использование по крайне мере двух синхронизированных между собой электродвигателей препятствует тангенциальному (вращательному) перемещению тяг 2 и обеспечивает линейное перемещение исполнительного элемента 3 в направлении образующихся сосулек. Для повышения эффективности работы системы мониторинга процесса образования сосулек в условиях недостаточной видимости предусмотрено управляемое осветительное устройство 7. Электродвигатели 1 располагаются на установочной поверхности 8 на одинаковом расстоянии относительно края крыши.

Автоматическая электромеханическая система для удаления сосулек с крыш работает следующим образом.

На первом этапе анализируется видеоинформация, поступающая с датчика контроля образования сосулек (например, видеокамеры) 6, с использованием способа идентификации, обеспечивающего формирование управляющего сигнала электродвигателями системы, основанного на сравнении информации о текущих параметрах льдообразования, например, линейного размера сосулек, поступающей из видеопотока, и сравнение полученной информации с заранее заданными предельными значениями, внесенными в базу данных системы управления 4. Далее результат обработки полученной информации и информации хранящейся в базе данных команд системы управления 4, формируется в управляющую команду для электродвигателей 1. При недостаточной видимости устройство управления 4 включает осветительное устройство 7. После формирования и получения управляющей команды автоматическая электромеханическая система для удаления сосулек с крыш работает следующим образом.

На электродвигатели 1 в зависимости от сформированной устройством управления 4 управляющей команды подается напряжение от источника питания 5. Это приводит к вращению полых валов, на части внутренней поверхности сквозного отверстия которых нанесена резьба. Через отверстие вала проходит тяга 2, на внешней поверхности которой так же имеется резьба, вследствие этого между вращающимися валами электродвигателей 1 и тягами 2 образовано подвижное резьбовое соединение, которое при вращении валов электродвигателей 1 обеспечивает осевое перемещение тяг 2, на конце которых расположен и жестко связан с тягами исполнительный элемент 3, который при перемещении удаляет сосульки. Использование по крайней мере двух механически связанных между собой исполнительным элементом электродвигателей препятствует тангенциальному (вращательному) перемещению тяг 2 и обеспечивает линейное перемещение исполнительного элемента 3 в направлении образующихся сосулек на расстояние , определяемое положением исполнительного элемента 3 относительно установочной поверхности электродвигателей 8 (фиг. 2а, б).

После удаления сосулек система управления 4 формирует режим возвратного перемещения исполнительного элемента 3 из положения, в котором происходит разрушение сосулек (фиг. 2б), в начальное положение (фиг. 2а).

Таким образом, применение по крайней мере двух электродвигателей с полыми валами, на части внутреннего отверстия каждого из валов выполнена резьба, через которую проходит тяга с наружной резьбой с преобразованием вращательного перемещения вала в линейное перемещение тяги, жестко связанного с тягами исполнительного элемента, обеспечивающего удаление сосулек, использование способа идентификации информации о контролируемом объекте для формирования сигнала управления электродвигателями приводит к повышению эффективности автоматической электромеханической системы для удаления сосулек с крыш.

Изобретение относится к системам, использующим электромагнитное преобразование электрической энергии в управляемое механическое перемещение исполнительных элементов для удаления сосулек с крыш. Технический результат заключается в повышении эффективности электромеханической системы для удаления сосулек с крыш. Автоматическая электромеханическая система для удаления сосулек с крыш содержит подключаемые к источнику питания через систему управления электродвигатели с вращающимся валом, внутри которого имеется сквозное осевое отверстие, на части внутренней поверхности которого нанесена резьба, а через отверстие проходит тяга, на внешней поверхности которой также нанесена резьба с образованием между вращающимся валом и тягой подвижного резьбового соединения, обеспечивающего при вращении вала осевое перемещение тяги, соединенной с балкой из металлосодержащего материала - исполнительного элемента. Поступательное перемещение исполнительного элемента на расстояние, определяемое расположением исполнительного элемента относительно установочной поверхности электродвигателей, обеспечивается посредством по крайней мере двух синхронизированных электродвигателей, исключающих возможность вращательного перемещения исполнительного элемента, при этом электродвигатели связаны с системой управления, формирующей управляющие команды для возвратно-поступательного перемещения исполнительного элемента с использованием способа идентификации, основанного на сравнении информации о текущих параметрах льдообразования, например линейного размера сосулек, получаемой из видеопотока, поступающего с датчика, например видеокамеры, с исходной информацией, хранящейся в информационной базе данных системы управления, а для контроля над процессом образования сосулек в условиях недостаточной видимости предусмотрено управляемое осветительное устройство. 2 ил.

Автоматическая электромеханическая система для удаления сосулек с крыш, содержащая подключаемые к источнику питания через систему управления электродвигатели с вращающимся валом, внутри которого имеется сквозное осевое отверстие, на части внутренней поверхности которого нанесена резьба, а через отверстие проходит тяга, на внешней поверхности которой также нанесена резьба с образованием между вращающимся валом и тягой подвижного резьбового соединения, обеспечивающего при вращении вала осевое перемещение тяги, соединенной с балкой из металлосодержащего материала - исполнительного элемента, отличающаяся тем, что поступательное перемещение исполнительного элемента на расстояние, определяемое расположением исполнительного элемента относительно установочной поверхности электродвигателей, обеспечивается посредством по крайней мере двух синхронизированных электродвигателей, исключающих возможность вращательного перемещения исполнительного элемента, при этом электродвигатели связаны с системой управления, формирующей управляющие команды для возвратно-поступательного перемещения исполнительного элемента с использованием способа идентификации, основанного на сравнении информации о текущих параметрах льдообразования, например линейного размера сосулек, получаемой из видеопотока, поступающего с датчика, например видеокамеры, с исходной информацией, хранящейся в информационной базе данных системы управления, а для контроля над процессом образования сосулек в условиях недостаточной видимости предусмотрено управляемое осветительное устройство.