УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СОСУЛЕК С КРЫШ ЗДАНИЙ

Полезная модель относится к области коммунального хозяйства и предназначено для удаления сосулек с крыш зданий гражданского и промышленного назначения.
Очистка крыш зданий от сосулек является одной из наиболее серьезных проблем городского хозяйства, отсутствие решения которой приводит к значительным материальным потерям, в частности, порче имущества от падения сосулек, а также представляет угрозу для жизни населения в виде травм различной тяжести, вплоть до летального исхода.
Для решения этой проблемы нередко используется труд специалистов, чаще всего подготовленных альпинистов-скалолазов.
Недостатком такого подхода является необходимость содержания в системе коммунального хозяйства подобных специалистов, высокая степень риска выполнения работ и высокая себестоимость последних.
Известно использование кабельного обогрева кромки крыш с целью профилактики образования сосулек. Такая технология снижает влияние человеческого фактора, исключает образование наледи и падение сосулек и кусков льда. Соответствующее оборудование устанавливается на любую крышу, является стойким к перепадам температуры и солнечному свету, увеличивает срок службы кровли и водостоков, предотвращает разрушение фасадов зданий, полностью автоматизировано и имеет больший срок эксплуатации по сравнению с другими системами обогрева [info@http://proficabel.ru].
Основным недостатком кабельного обогрева является весьма высокая стоимость соответствующего оборудования и, потребляемой им электроэнергии.
В качестве прототипа предлагаемой полезной модели выбрано устройство для удаления сосулек с крыш зданий, включающее управляемый с пульта летательный аппарат в виде вертолета, который несет на себе средство удаления сосулек, выполненное в виде камеры, содержащей впускное отверстие с обратным клапаном и выпускное отверстие. Часть вала воздушного движителя введена в камеру и на нем размещены лопатки. Перед выпускным отверстием размещен тепло-электронагревательный элемент, а само отверстие соединяет полость камеры с телескопическим тубусом, имеющим возможность изменения длины и размера его выходного отверстия за счет связанных с ним регуляторов [RU 2463416].
Работает устройство следующим образом.
Устройство размещается на земле. Через пульт управления оператор поднимает вертолет и подводит его к сосульке таким образом, что выходное отверстие тубуса направлено на сосульку. Лопатки, вращаясь, создают избыточное давление внутри камеры, при этом обратный клапан препятствует обратному току воздуха и он попадает через впускное отверстие в камеру, устремляясь к выпускному отверстию. Величина давления внутри камеры регулируется размером выходного отверстия тубуса, изменяемая регулятором. Оператор подает сигнал с пульта управления на включение тепло-электронагревательного элемента и нагретый воздух через выпускное отверстие поступает в тубус. Через пульт управления производится коррекция тубуса путем изменения его длины с использованием регулятора. Воздух под давление устремляется к ледяной массе, лед тает, крыша освобождается от сосулек.
Основным недостатком прототипа является его низкая производительность, связанная с избранным методом теплового удаления сосулек. Известно, что лед обладает низкой теплопроводностью и поверхностное разрушение массива сосульки путем таяния от воздействия потока горячего воздуха, как показывает практика, идет весьма медленно. Низкая производительность влечет увеличение энергозатрат, трансформируемых в тепло и энергетику летательного аппарата.
Таким образом, задачей полезной модели является повышение производительности процесса удаления сосулек и снижение потребных для этого энергозатрат.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для удаления сосулек с крыш зданий, включающем управляемый с пульта летательный аппарат, несущий средство удаления сосулек, летательный аппарат выполнен в виде квадрокоптера, рама которого представляет собой скобу, параллельные балки которой выполнены в виде направляющих для концов перекладины, установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения и несущей режущий инструмент в виде вращаемого диска, а также телевизионную камеру. Привод перемещения перекладины может быть выполнен либо в виде пропеллерного воздушного движителя, либо в виде актюатора, связывающего раму с перекладиной. В центральной части диска расположен пропеллерный воздушный движитель.
Техническая сущность полезной модели состоит в том, что средство удаления сосулек выполнено механическим в виде дискового режущего инструмента, способного значительно повысить производительность, а значит, и уменьшить энергозатраты.
На чертежах, прилагаемых к описанию полезной модели, даны две проекции предлагаемого устройства (фиг. 1 - вид сверху; фиг. 2 - вид сбоку).
Устройство содержит летательный аппарат в виде квадрокоптера 1, основу которого составляет рама в виде скобы 2, по углам которой смонтированы четыре пропеллерных воздушных движителя 3, приводимых во вращение электродвигателями 4. Параллельные балки 5 скобы 2 представляют собой обращенные друг к другу открытыми частями Сообразные профили, являющиеся направляющими для концов перекладины 6, в средней части которой установлен электродвигатель 7, несущий на своем валу режущий инструмент в виде дисковой пилы 8 режущая кромка которой покрыта абразивом, например, корундовым. Центральная часть диска пилы 8 содержит радиально расположенные лопасти 9 воздушного пропеллерного движителя. В центре диска имеется токоподвод 10 электропитания всего устройства, которое включает проводник 11, связывающий квадрокоптер с источником электрического питания (на чертежах не показан) всех приводов и пультом 12 управления. Перекладина 6 имеет возможность возвратно-поступательного перемещения по направляющим балкам 5 под действием привода, выполненного в виде воздушного пропеллерного движителя 13 приводимого в действие электродвигателем 14. Для такого же перемещения может быть использован актюатор, связывающий перекладину 6 с рамой квадрокоптера 1, имеющей с нижней стороны четыре опоры 15. На чертежах позициями 16 и 17 изображены элемент крыши здания и сосулька соответственно, а позицией 18 - телевизионная камера.
Работает устройство следующим образом.
Оператор с помощью пульта 12 управления поднимает в воздух квадрокоптер 1 и направляет его к элементу (кромке) 16 крыши, где имеет место образование льда в виде сосульки 17. Стабилизировав положение летательного аппарата напротив сосульки, что возможно осуществить с высокой степенью точности, наблюдая картину по монитору, изображение на который поступает с телевизионной камеры 18, оператор перемещает перекладину 6 в направлении сосульки путем включения в работу движителя 13, одновременно придав вращение режущему инструменту, т.е. диску 8. Последний своей режущей кромкой войдет в контакт со льдом сосульки и начнет плавный процесс прорезания массива льда абразивной поверхностью. Положение диска 8 в процессе резания показано на чертежах штриховой линией. Следует особо отметить, что резание льда абразивным инструментом сопровождается минимальной динамикой, благоприятно отражающейся на стабилизации положения квадрокоптера. Устойчивости устройства в «подвешенном» состоянии способствует и дополнительная подъемная сила, создаваемая движительной частью диска, представленная лопастями 9. После выполнения сквозной прорези в массиве льда сосульки оператор начинает перемещение квадрокоптера вдоль наледи в направлении, обозначенном стрелкой на фиг. 1, осуществляя таким образом ее отделение от элемента 16 крыши, конфигурация которой в плане (вид сверху) не имеет значения.