УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СОСУЛЕК С КРОВЛИ ЗДАНИЯ
DEVICE TO REMOVE ICICLES FROM BUILDING ROOF

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для удаления сосулек с кровли здания.
Известные устройства для удаления сосулек с кровли здания можно разделить на две группы: перемещаемые по крыше и устанавливаемые стационарно. Основными недостатками перемещаемых устройств для удаления сосулек с кровли здания являются трудоемкость и повышенная угроза безопасности работающего независимо от конструкции устройства (патент РФ на изобретение №2215857, кл. E04D 13/076, опубл. 10.11.2003 г.).
Указанного недостатка лишены устройства для удаления сосулек с кровли здания, устанавливаемые стационарно с креплением на стене или карнизе здания.
Известно устройство для удаления сосулек, в котором предусмотрена система из блоков и двуплечих рычагов, шарнирно закрепленных на углах стен здания. К концам рычагов прикреплены тросы, натянутые вдоль кровли. Короткие концы рычагов соединены дополнительными тросами с источником механического возмущения, например дверями. Система рычагов, блоков и тросов позволяет использовать механические усилия при открывании дверей для воздействия на сосульки. Известное устройство обеспечивает отрыв и сброс с крыши уже сформированных сосулек за счет механической энергии (авторское свидетельство РФ на изобретение №775268, кл. E04D 13/06, опубл. 30.10.1980 г.).
Недостатком указанного устройства является непроизвольное удаление сосулек, что может привести к травмам людей, находящихся в данное время около здания.
Известно устройство для удаления сосулек со свесов кровли здания, включающее сбивающий орган, трос перемещения сбивающего органа, систему поворотных блоков и снабженное направляющей, закрепленной на стене здания вдоль кровли, выполненной в виде трубы и играющей роль несущей (патент РФ на изобретение №2209905, кл. E04D 13/076, опубл. 10.08.2003 г.).
Недостатком указанного устройства является сложность конструкции, высокая вероятность обледенения троса перемещения сбивающего органа и направляющей, что может привести к прекращению работы устройства.
Известно устройство для удаления льда с карнизов крыш зданий и сооружений, включающее источник механических импульсов и взаимодействующий с ним упругий элемент в виде волновода из металлических профилей, закрепленных вдоль карниза крыши (патент РФ на изобретение №2169245, кл. E04D 13/00, опубл. 20.06.2001 г.).
Известное устройство имеет существенные недостатки. В процессе эксплуатации здания, из-за естественных подвижек стропильных конструкций или после ремонта кровли линии ее карниза подвергаются деформированию от первоначального положения как по высоте расположения, так и по глубине вылета. В то же время положение волновода остается стабильным, так как он опирается на стены здания. Указанные несинхронные изменения могут привести к тому, что сосульки на кровле пройдут мимо тела волновода на дистанциях, превышающих величину его амплитуды, вследствие чего устройство не выполнит своей функции. Кроме того, недостатками известного устройства является его высокая стоимость, обусловленная сложностью конструкции, высокой материалоемкостью и сложностью монтажа.
Известно устройство для взлома сосулек, включающее закрепленные на здании источники механических колебаний (вибраторы), выполненные в виде электродвигателей, и взаимодействующий с ним волновод в виде упругого (гибкого) элемента из, например, уголкового или иного вида профилей. Упругий элемент закреплен одной стороной на кромке кровли здания, а другая, консольная сторона, содержит взаимодействующие с ней источники механических колебаний, при этом закрепленная сторона волновода выполнена с возможностью организации стока талой воды по ней с защищаемой кровли. Внутренняя сторона профильной консоли предпочтительно содержит направляющие для движения по ним источника механических колебаний, причем последний выполнен с возможностью возвратного движения по направляющим (патент РФ на полезную модель №85518, кл. E04D 13/00, опубл. 10.01.2009 г.).
Недостатками известного устройства являются:
- сложность конструкции из-за наличия нескольких источников, механических колебаний, выполненных в виде электродвигателей;
- сложность монтажа из-за необходимости обеспечения достаточного трения ударника эксцентрика каждого электродвигателя о борт консоли волновода для перемещения источника механических колебаний по направляющей волновода;
- низкие надежность и долговечность работы устройства из-за наличия открытой шины электропитания, подверженной окислению в процессе эксплуатации и прекращению подачи электропитания на источники механических колебаний, а также из-за естественной ударной деформации направляющей волновода в процессе длительной эксплуатации, приводящей к снижению механического воздействия ударника эксцентрика каждого электродвигателя о борт консоли волновода.
Известно наиболее близкое к заявляемому техническому решению и выбранное в качестве ближайшего аналога устройство для удаления сосулек с кровли здания, включающее закрепленный на здании источник механических колебаний, выполненный в виде электродвигателя, и взаимодействующий с ним гибкий волновод, закрепленный на кромке кровли здания, согласно полезной модели, волновод состоит из корпуса, выполненного в виде гибкой металлической трубки с наружной герметичной оболочкой из полимерного материала, подшипников, запрессованных внутри трубки на расстоянии 1000÷3000 мм друг от друга, и металлического троса, проходящего с возможностью вращения через внутренние отверстия подшипников по всей длине трубки, причем один конец троса закреплен на валу электродвигателя, а другой конец троса с определенным натяжением зафиксирован с возможностью вращения на подшипнике, расположенном в закрытой заглушкой торцевой части корпуса волновода (патент РФ на полезную модель №97152, кл. E04D 13/00, опубл. 27.08.2010 г. - прототип).
Недостатками известного устройства являются:
- сложность конструкции и монтажа из-за наличия в корпусе волновода запрессованных по всей его длине подшипников;
- невысокая эффективность работы в процессе эксплуатации из-за цилиндрической формы корпуса волновода, отсутствия на тросе волновода утолщений и жесткого точечного крепления корпуса волновода снаружи или изнутри кромки кровли здания.
Технической задачей в заявляемом изобретении является создание новой конструкции устройства для удаления сосулек с кровли здания, обеспечивающей снижение трудоемкости изготовления и монтажа, а также повышение эффективности его работы в процессе эксплуатации.
Для решения технической задачи устройство для удаления сосулек с кровли здания, включающее источник механических колебаний, выполненный в виде электрического привода вращения, и взаимодействующий с ним гибкий волновод, состоящий из корпуса, выполненного в виде гибкой трубки, и металлического троса, проходящего с возможностью вращения через внутреннее отверстие корпуса по всей его длине, причем один конец троса зафиксирован с возможностью вращения на подшипнике, расположенном в закрытой заглушкой с центральным отверстием одной торцевой части корпуса, и соединен с валом электрического привода вращения, а другой конец троса зафиксирован с возможностью вращения на подшипнике, расположенном в закрытой заглушкой другой торцевой части корпуса, согласно изобретению, корпус волновода выполнен в виде гибкой многоугольной трубки с упругими стенками и внутренним многоугольным отверстием, причем во внутреннем отверстии корпуса волновода выполнены продольно ориентированные выступы высотой не более половины диаметра троса волновода, при этом корпус волновода закреплен на подвижных гибких отвесах под свесом кровли здания.
В таком устройстве для удаления сосулек с кровли здания предпочтительно:
- внутреннее отверстие корпуса волновода выполнено в форме квадрата со стороной 15-70 мм;
- толщина стенки корпуса волновода составляет 0,2-5 мм;
- трос волновода выполнен диаметром 6-30 мм;
- трос волновода выполнен в виде гибкого вала для силовых передач;
- на тросе волновода выполнены утолщения, расположенные друг от друга на расстоянии не менее 30 мм;
- утолщения на тросе волновода имеют круглую форму;
- корпус волновода состоит из наружного полимерного покрытия и внутренней металлической трубки;
- корпус волновода состоит из наружного полимерного покрытия и внутренних металлических вставок;
- корпус волновода выполнен из полимерного материала;
- источник механических колебаний выполнен в виде стационарного или съемно-переносного электрического привода вращения.
Выполнение волновода, состоящего из корпуса, изготовленного в виде гибкой многоугольной трубки с упругими стенками и внутренним многоугольным отверстием, предпочтительно выполненным в форме квадрата со стороной 15-70 мм и толщиной стенки волновода 0,2-5 мм, выполнение во внутреннем отверстии корпуса волновода продольно ориентированных выступов высотой не более половины диаметра троса волновода, предпочтительно равным 6-30 мм, предпочтительное изготовление троса волновода в виде гибкого вала для силовых передач с утолщениями круглой формы, расположенными друг от друга на расстоянии не менее 30 мм, предпочтительное выполнение корпуса волновода, состоящего из наружного полимерного покрытия и внутренней металлической трубки или из наружного полимерного покрытия и внутренних металлических вставок, или из полимерного материала предпочтительное выполнение источника механических колебаний в виде стационарного или съемно-переносного электрического привода вращения, закрепление волновода на подвижных гибких отвесах под свесом кровли здания обеспечивает заявляемому устройства для удаления сосулек с кровли здания снижение трудоемкости изготовления и монтажа, а также повышение эффективности его работы в процессе эксплуатации.
Указанные отличительные признаки выгодно отличают заявляемое изобретение от прототипа.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами:
фиг.1 - общий вид устройства для удаления сосулек с кровли здания;
фиг.2 - поперечный разрез волновода устройства для удаления сосулек с кровли здания.
фиг.3 - схема установки устройства для удаления сосулек с кровли здания.
Устройство для удаления сосулек с крыши здания содержит источник механических колебаний, выполненный в виде электрического привода вращения 1, и взаимодействующий с ним гибкий волновод, состоящий из корпуса 2, выполненного в виде гибкой трубки с конструкцией корпуса, стенки которого состоят из сшитого полиэтилена, алюминиевой фольги, термостойкого полиэтилена, связанные между собой специальным клеем, и металлического троса 3, проходящего с возможностью вращения через внутреннее отверстие 4 корпуса 2 по всей его длине, причем один конец троса 3 зафиксирован с возможностью вращения на подшипнике 5, расположенном в закрытой заглушкой 6 с центральным отверстием одной торцевой части корпуса 2, и соединен с валом электрического привода вращения 1, а другой конец троса 3 зафиксирован с возможностью вращения на подшипнике 7, расположенном в закрытой заглушкой 8 другой торцевой части корпуса 2, при этом корпус 2 волновода выполнен в виде гибкой многоугольной трубки с упругими стенками и внутренним многоугольным отверстием 4, стенка корпуса 2 представляет собой пятислойную конструкцию из трех основных и двух связующих слоев. Основными слоями являются сшитый полиэтилен - наружный слой, средний слой из алюминиевой фольги, внутренний слой - термостойкий полиэтилен. Связующими слоями является специальный клей (стандарт: 15N/10 мм), причем во внутреннем отверстии 4 корпуса 2 волновода выполнены продольно ориентированные выступы 9 высотой не более половины диаметра троса 3 волновода, при этом корпус 2 волновода закреплен на подвижных гибких отвесах 10 под свесом кровли здания.
В таком устройстве для удаления сосулек с кровли здания предпочтительно:
- внутреннее отверстие 4 корпуса 2 волновода выполнено в форме квадрата со стороной 15-70 мм;
- толщина стенки корпуса 2 волновода составляет 0,2-5 мм, причем стенка корпуса 2 представляет собой пятислойную конструкцию из трех основных и двух связующих слоев. Основными слоями являются сшитый полиэтилен - наружный слой, средний слой из алюминиевой фольги, внутренний слой - термостойкий полиэтилен. Связующими слоями является специальный клей (стандарт: 15N/10 мм);
- трос 3 волновода выполнен диаметром 6-30 мм;
- трос 3 волновода выполнен в виде гибкого вала для силовых передач;
- на тросе 3 волновода имеются утолщения 11, расположенные друг от друга на расстоянии не менее 30 мм;
- утолщения 11 на тросе 3 волновода имеют круглую форму;
- корпус 2 волновода состоит из трех основных и двух связующих слоев. Основными слоями являются сшитый полиэтилен - наружный слой, средний слой - из алюминиевой фольги, внутренний слой - термостойкий полиэтилен. Связующими слоями является специальный клей (стандарт: 15N/10 мм);
- корпус 2 волновода состоит из наружного полимерного покрытия и внутренних металлических вставок;
- корпус 2 волновода выполнен из полимерного материала;
- источник механических колебаний выполнен в виде стационарного или съемно-переносного электрического привода вращения 1.
В случае использования стационарного электрического привода вращения 1 электродвигатель мощностью 0,75-2,0 кВт устанавливается в подкровельное пространство крыши здания и оснащен включателем или дистанционным управлением, а также системой плавного пуска и торможения. Корпус 2 волновода с установленным металлическим тросом 3, имеющим утолщения 11, с помощью подвижных гибких отвесов 10 крепится под свес кровли здания, повторяя ее изгибы, вдоль линии образования сосулек. При этом корпус 2 волновода предпочтительно изготовлен прямоугольной формы с внутренним прямоугольным отверстием 4, стенка корпуса 2 состоит из сшитого полиэтилена, алюминиевой фольги, термостойкого полиэтилена, связующими слоями между ними является специальный клей, и выполненными в нем продольно ориентированными выступами 9 высотой не более половины диаметра троса 3 волновода.
Использование устройства для удаления сосулек с кровли здания осуществляется следующим образом.
Использование устройства для удаления сосулек с кровли здания осуществляется одним оператором, если электрический привод вращения 1 установлен стационарно и включается дистанционно с места контроля за зоной падения сосулек или двумя операторами, если электрический привод вращения 1 включается вручную, при этом один оператор контролирует зону падения сосулек и дает команду на включение, а второй оператор включает съемно-переносной электрический привод вращения 1.
При включении электрического привода вращения 1 металлический трос 3 с утолщениями 11, зафиксированный в подшипниках скольжения 5, 7, расположенных в торцевых частях корпуса 2 и зафиксированных заглушками 6, 8, начинает описывать «круговые» движения, ограниченные внутренним отверстием 4 корпуса 2 и продольно ориентированными выступами 9 с угловой скоростью вращения электрического привода вращения 1, вызывая при этом:
- быстрые и малые по величине смещения участков корпуса 2 волновода вследствие ударов металлического троса 3 по стенкам корпуса 2 волновода;
- разнонаправленные колебания корпуса 2 волновода вследствие цикличного изменения положения центра тяжести волновода;
- разнонаправленная динамическая упругая деформация корпуса 2 волновода, выполненного из упругих материалов: сшитый полиэтилен, фольга, и термостойкий полиэтилен вследствие спирального воздействия вращающегося гибкого металлического троса 3 на стенки корпуса 2 волновода;
- быстрые и малые по величине упругие деформации стенок корпуса 2 волновода вследствие ударного воздействия металлического троса 3 волновода.
Включение устройства до 10 с достаточно для удаления сосулек длиной 50 см по всему периметру кромки кровли здания протяженностью 250 погонных метров. Частота вибрации корпуса 2 волновода устанавливается с учетом интенсивности роста сосулек на кромке крыши здания и зависит от вращательно-колебательных движений троса 3. При длительной эксплуатации устройства для удаления сосулек с кровли здания не нарушается крепление оцинкованных листов к обрешетке кровли здания.
Наличие отличительных признаков дает возможность получить положительный эффект, выражающийся в создании изобретения, позволяющего значительно упростить конструкцию устройства для удаления сосулек с кровли здания и обеспечивающего снижение трудоемкости изготовления и монтажа, а также повышение эффективности его работы в процессе эксплуатации.
Использование изобретения в строительстве, в частности к устройствам для удаления сосулек с кровли здания, обеспечивает соответствие критерию «промышленная применимость».