ВИБРОТРОС МОДУЛЬНОГО ТИПА

Полезная модель относится к строительству, в частности к устройствам для обрушения сосулек с кровли здания.
Известно наиболее близкое к заявляемому техническому решению, выбранное в качестве ближайшего аналога устройство для удаления сосулек с крыши здания, включающее закрепленный на здании источник механических колебаний, выполненный в виде электродвигателя, и взаимодействующий с ним гибкий волновод, закрепленный на кромке кровли здания, отличающееся тем, что 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, опубл. 27.08.2010 г. - прототип).
Недостатками известного устройства являются:
- сложность изготовления устройства из-за наличия множества деталей, установленных методом запрессовки в протяженном и узком корпусе, с необходимостью одновременной протяжки троса через все эти детали внутри корпуса;
- низкая надежность и долговечность устройства из-за наличия множества деталей, надежность каждой из которых определяет надежность всего устройства, а их количество обратно пропорционально надежности всего устройства;
- низкая ремонтопригодность изделия, так как при выходе из строя одной детали для ее замены необходимо демонтировать с места установки все изделие в сборе, в заводских условиях полностью разобрать, заменить вышедшую из строя деталь, полностью собрать, повторно смонтировать в месте установки.
Задачей полезной модели является создание новой конструкции вибротроса модульного типа, обеспечивающего снижение трудоемкости изготовления и монтажа, высокую эффективность обрушения сосулек с кровли здания.
Техническим результатом полезной модели является повышение надежности, долговечности и ремонтопригодности в процессе эксплуатации.
Задача решается, а технический результат достигается вибротросом модульного типа, содержащим источник механических колебаний, выполненный в виде привода вращения, и взаимодействующий с ним ударно-вибрационный механизм, отличающийся тем, что ударно-вибрационный механизм выполнен многозвенным и состоящим из отдельных унифицированных модулей по крайней мере двух различных типов, при этом модуль первого типа, состоит из трубки с внутренним отверстием и упругого стержня, выполненного с возможностью вращения и проходящего через внутреннее отверстие трубки по всей ее длине, причем один конец стержня зафиксирован с возможностью вращения на подшипнике, расположенном в торцевой части трубки, которая закрыта арматурой с центральным отверстием, модуль второго типа, состоит из трубки с внутренним отверстием и гибкого вала, выполненного с возможностью вращения и проходящего через внутреннее отверстие трубки по всей ее длине, причем оба конца вала зафиксированы с возможностью вращения на подшипниках, расположенных в торцевых частях трубки, которые закрыты арматурой с центральным отверстием, при этом модули соединены друг с другом посредством пластичных манжет, между приводом вращения и ударно-вибрационным механизмом имеется соединительный элемент, включающий трубку с внутренним отверстием и гибким валом, выполненным с возможностью вращения и проходящим через внутреннее отверстие трубки по всей ее длине, причем один конец гибкого вала соединен с валом привода вращения и зафиксирован с возможностью вращения на подшипнике, расположенном в одной торцевой части трубки, которая закрыта арматурой с центральным отверстием, а другой конец гибкого вала соединен с упругим стержнем первого звена ударно-вибрационного механизма и зафиксирован с возможностью вращения на подшипнике, расположенном в другой торцевой части трубки, которая закрыта арматурой с центральным отверстием, при этом между модулями ударно-вибрационного механизма имеются компенсирующие муфты.
Предпочтительно: во внутреннем отверстии трубок модульных элементов первого типа выполнить выступы высотой, обеспечивающей возможность вращения упругого стержня с ударом о выступы без заклинивания; снабдить модули первого типа ударно-вибрационного механизма устройствами крепления к свесу кромки кровли здания вдоль линии образования сосулек; трубки звеньев ударно-вибрационного механизма выполнить из полимерного материала или из композитного материала; выступы во внутреннем отверстии трубок модульных элементов первого типа ударно-вибрационного механизма выполнить металлическими; упругие стержни модульных элементов первого типа выполнить из металлического прутка; пластичные манжеты для последовательного соединения модулей ударно-вибрационного механизма выполнить из полимерного материала или из композитного материала; трубку соединительного элемента выполнить из полимерного материала или из композитного материала, или металлической, или в виде брони для силовых передач вращения; в качестве подшипников для соединительного элемента и модульного элемента второго типа использовать подшипники скольжения; в качестве подшипников для модульного элемента первого типа использовать подшипники качения; привод вращения выполнить в виде стационарного или съемно-переносного электродвигателя или в виде стационарного или съемно-переносного ручного привода вращения.
На фиг.1 представлена кинематическая схема вибротроса модульного типа;
на фиг.2 - общий вид вибротроса модульного типа;
на фиг.3 - поперечный разрез модульного элемента первого типа;
на фиг.4 - схема установки вибротроса модульного типа.
Вибротрос модульного типа содержит источник механических колебаний, выполненный в виде привода вращения 1 и соединительный элемент, включающий трубку 2 с внутренним отверстием и гибким валом 3, проходящим с возможностью вращения через внутреннее отверстие трубки 2 по всей ее длине. Один конец гибкого вала 3 зафиксирован с возможностью вращения на подшипнике 4, расположенном в закрытой арматурой 5 с центральным отверстием одной торцевой части трубки 2, и соединен с валом 6 привода вращения 1 через переходную муфту 7. Другой конец гибкого вала 3 зафиксирован с возможностью вращения на подшипнике 8, расположенном в закрытой арматурой 9 с центральным отверстием другой торцевой части трубки 2, и соединен с упругим стержнем 10 первого звена ударно-вибрационного механизма через компенсирующую муфту 11. Заявляемый вибротрос также содержит ударно-вибрационный механизм из последовательно соединенных с помощью пластичных манжет 12 унифицированных модульных элементов (звеньев) по крайней мере двух различных типов.
Модули первого типа содержат трубку 13 с внутренним отверстием 22 и упругим стержнем 10, проходящим с возможностью вращения через внутреннее отверстие 22 трубки 13 по всей ее длине, причем один конец упругого стержня 10 с одной торцевой части трубки 13 первого звена ударно-вибрационного механизма зафиксирован с возможностью вращения в компенсирующей муфте 11 и через нее соединен с гибким валом 3 соединительного элемента. Другой конец упругого стержня 10 зафиксирован с возможностью вращения на подшипнике 14, расположенном в закрытой арматурой 15 с центральным отверстием другой торцевой части трубки 13, и соединен через компенсирующую муфту 11 с упругим стержнем 10 последующего звена первого типа или с гибким валом 18 звена второго типа, или остается свободным в зависимости от места в общей сборке ударно-вибрационного механизма. Концы последующих звеньев первого типа зафиксированы с возможностью вращения в компенсирующей муфте 11 и через нее соединены с упругим стержнем 10 предыдущего звена первого типа или с гибким валом 18 звена второго типа, в зависимости от места в общей сборке ударно-вибрационного механизма.
Во внутреннем отверстии 22 трубки 13 выполнены металлические выступы 16 имеющие высоту, обеспечивающую возможность вращения упругого стержня 10 с ударом о выступы 16 без заклинивания.
Модули второго типа содержат трубку 17 с внутренним отверстием и гибким валом 18, проходящим с возможностью вращения через внутреннее отверстие трубки 17 по всей ее длине. Оба конца вала 18 зафиксированы с возможностью вращения на подшипниках 19, расположенных в закрытых арматурой 23 с центральным отверстием торцевых частях трубки 17, и соединены через компенсирующие муфты 11 с соответствующими упругими стержнями 10 звеньев первого типа. Звенья первого типа снабжены отвесами 20 для крепления к свесу кромки кровли здания вдоль линии образования сосулек, а последнее звено ударно-вибрационного механизма со стороны свободной торцевой части трубки 13 закрыто заглушкой 21.
Для соединительного элемента может быть использована трубка 2 с прямыми и криволинейными участками, повторяющими траекторию трассы прокладки соединительного элемента по конструкциям здания и каркасу кровли с радиусом гибки на криволинейных участках не менее 100 мм. Трубки могут быть выполнены из полимерного или композитного материала, а также металлическими или в виде брони для силовых передач вращения с внутренним круглым отверстием диаметром 8-56 мм, толщиной стенки 0,5-5 мм и длиной 1000…9000 мм.
Для модульных элементов (звеньев) первого типа ударно-вибрационного механизма используют трубки 13 из полимерного материала или из композитного материала с внутренним круглым отверстием 22 диаметром 8-56 мм, толщиной стенок 0,5-5 мм и длиной 200…3000 мм.
Для модульных элементов (звеньев) второго типа ударно-вибрационного механизма используют трубки 17 с прямыми и криволинейными участками, повторяющими траекторию углового, междууровневого или комбинированного перехода от последнего звена прямолинейного участка ударно-вибрационного механизма до перехода до первого звена следующего за переходом прямолинейного участка ударно-вибрационного механизма, с радиусом гибки на криволинейных участках не менее 100 мм. Трубки могут быть выполнены из полимерного или композитного материала, а также металлическими или в виде брони для силовых передач вращения с внутренним круглым отверстием диаметром 8-56 мм, толщиной стенок 0,5-5 мм и длиной 200…9000 мм.
Упругий стержень 10 модульного элемента первого типа выполняют из металлического прутка диаметром 3-30 мм. Гибкий вал 3 соединительного элемента выполняют в виде гибкого вала для силовых передач вращения диаметром 6-30 мм. Гибкий вал 18 модульного элемента второго типа выполняют в виде гибкого вала для силовых передач вращения диаметром 6-30 мм.
Все звенья ударно-вибрационного механизма соединяют между собой и с соединительным элементом в процессе монтажа на месте установки последовательно при помощи пластичных манжет 12. Заглушку 21 выполняют из полимерного или композитного материала, или металлической. Привод вращения 1 выполняют в виде стационарного или съемно-переносного электродвигателя или в виде стационарного или съемно-переносного ручного привода вращения.
В случае использования в качестве привода вращения 1 стационарного электродвигателя: электродвигатель мощностью 0,5-2,5 кВт с частотой вращения 1500-6000 об/мин устанавливают в подкровельное пространство крыши здания и оснащают включателем или дистанционным управлением.
Ударно-вибрационный механизм доставляют к месту монтажа в виде комплекта модульных элементов первого и второго типа и собирают в ходе монтажа последовательным присоединением с помощью пластичных манжет 12 элемента к элементу, при этом модульные элементы первого типа крепят под свес кровли здания вдоль линии образования сосулек с помощью отвесов 20 или без применения отвесов, а модульные элементы второго типа прокладывают без крепления либо крепят к конструкциям каркаса кровли или здания, последнее звено ударно-вибрационного механизма со стороны свободной торцевой части трубки 13 закрывают заглушкой 21.
Первое звено ударно-вибрационного механизма и вал 6 привода вращения 1 соединяют при помощи проложенного по конструкциям здания и каркаса кровли соединительного элемента.
Использование вибротроса модульного типа осуществляется одним оператором, если электродвигатель привода вращения 1 установлен стационарно и включается дистанционно с места контроля за зоной падения сосулек придомовой территории или двумя операторами, если привод вращения 1 включается вручную, при этом один оператор контролирует зону падения сосулек и дает команду на включение/выключение, а второй оператор по команде первого оператора включает/выключает съемно-переносной или установленный стационарно электродвигатель привода вращения 1 или приводит в действие стационарно установленный или съемно-переносной ручной привод вращения 1.
При включении привода вращения 1 гибкий вал 3 соединительного элемента получает вращение от вала 6 привода вращения 1 через переходную муфту 7 и передает вращение упругому стержню 10 первого звена ударно-вибрационного механизма через первую компенсирующую муфту 11. Упругий стержень 10 первого звена ударно-вибрационного механизма передает вращение через вторую компенсирующую муфту 11 второму звену ударно-вибрационного механизма, второй - третьему и так далее до последнего звена ударно-вибрационного механизма. При этом ударные части упругих стержней 10 всех модульных элементов первого типа ударно-вибрационного механизма начинают описывать круговые движения, ограниченные формой и размерами ударной части упругих стержней 10, внутренним отверстием 22 и выступами 16 соответствующих трубок 13, вызывая при этом:
- быстрые локальные поперечные смещения модулей первого типа ударно-вибрационного механизма вследствие ударного воздействия соответствующих упругих стержней 10 на выступы 16 внутреннего отверстия 22 трубок 13 и возможности упругого осевого смещения соседних звеньев ударно-вибрационного механизма вследствие свойств и конструктивных особенностей компенсирующих муфт 11 и пластичных манжет 12;
- разнонаправленные колебания соседних звеньев ударно-вибрационного механизма вследствие цикличного изменения положения центра тяжести системы "трубка 13 + упругий стержень 10" и возможности упругого осевого смещения соседних звеньев ударно-вибрационного механизма вследствие свойств и конструктивных особенностей компенсирующих муфт 11 и пластичных манжет 12.
Включение вибротроса модульного типа на несколько секунд достаточно для удаления сосулек толщиной до 12 см в основании по всему периметру кромки кровли здания протяженностью до 300 погонных метров.
Предложенная полезная модель дает возможность получить положительный эффект, выражающийся в снижении трудоемкости изготовления и монтажа устройства, в высокой эффективности обрушения сосулек с кровли здания, а также в повышении надежности, долговечности и ремонтопригодности в процессе эксплуатации.