УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СНЕГА И НАЛЕДИ С НАКЛОННОЙ КРОВЛИ

Полезная модель относится к области строительства, в частности к устройствам для удаления снега с крыши.
Известно устройство по удалению льда с карнизов крыш зданий и сооружений, включающее источник механических импульсов с узлом его крепления на здании или сооружении и упругий элемент, расположенный вдоль карниза крыши, связанный с источником механических импульсов. Устройство дополнительно снабжено подпружиненными в противоположном направлении действию механических импульсов штоками, 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 (Патент RU №2169245, МПК E04D 13/00, опубл. 20.06.2001 г.).
Недостатками изобретения являются:
- сложность и ненадежность конструкции, обусловленная наличием механической развязки волновода с крышей (подпружиненные штоки, связанные с волноводом);
- необходимость проведения подготовительной настройки устройства в каждом отдельном случае удаления льда;
- низкий процент разрушения льда, т.к. волновод устройства настраивают на максимальный размер зазора относительно крыши, соответствующий величине максимальной толщины льдообразования. При уменьшении зазора возможна вероятность повреждения волноводом материала кровли крыши;
- недостаточное механическое воздействие на кровлю из-за точечного приложения механической энергии в схеме изобретения, что не позволяет очищать всю кровлю целиком;
- низкая энергобезопасность устройства при эксплуатации, т.к. поджимные штоки связаны с линейным волноводом через пластины высокой электропроводности;
- низкая эффективность воздействия упругого элемента на лед ввиду затухания возбуждающих колебаний по длине волновода;
- низкая мобильность устройства, обусловленная сложной конструкцией, не позволяющей переносить его с одной крыши на другую.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности существенных признаков и достигаемому эффекту является устройство для удаления снега и наледи с наклонной части кровли, содержащее электропривод, трансмиссию в виде вращающегося вала, расположенного параллельно поверхности кровли, и рабочий орган. Рабочий орган выполнен в виде, по крайней мере, одного закрепленного на валу маховика изменяемой формы, причем расстояние от вала до кровли в месте крепления маховика меньше максимальной длины маховика. При включении электропривода вал начинает вращаться, маховики ускоряются в свободном движении и, ударяя по кровле, сначала взламывают образовавшуюся на кровле наледь, а затем при последующих оборотах заставляют осколки наледи и снег сползать по кровле вниз. Данное устройство принято за прототип (Патент RU №2502854, МПК E04D 13/076, опубл. 27.12.2013 г.).
Общими признаками, присущими прототипу и заявляемому техническому решению, являются: электропривод, трансмиссия в виде вращающегося вала с рабочим органом.
Недостатками известного устройства являются:
- ограниченные технологические возможности, обусловленные конструктивными особенностями устройства. Удаление снега и наледи происходит путем непосредственно механического ударного воздействия маховиков на кровлю, что приводит к разрушению кровельного покрытия из шифера или керамической черепицы, к стиранию защитного покрытия и последующей коррозии кровли из оцинкованного железа или профнастила, крашеного профлиста; быстрому стиранию материала кровли из ондулина или сотового поликарбоната;
- недостаточная надежность устройства ввиду сложности конструкции, а именно механическое крепление рабочего органа на валу, работающего при высоких скоростях вращения, и выполнение его в виде двучленной рычажной пары со свободным шарниром;
- большие энергозатраты при работе устройства, обусловленные его конструктивными особенностями, например использованием для удаления снега и наледи маховиков рычажного типа;
- малая мобильность устройства, обусловленная сложностью его конструкции.
Задачей полезной модели является создание мобильного, простого по конструкции и надежного в работе устройства для удаления снега и наледи с наклонной части кровли без повреждения материала кровли, повышение эффективности его работы.
При решении поставленной задачи достигаются следующие технические результаты:
- исключение механического ударного воздействия на кровлю (исключение повреждения кровли) за счет создания явления резонанса, вызывающего вибрацию кровли;
- расширение технологических возможностей устройства за счет возможности уборки снега и наледи с крыш, выполненных из различных кровельных материалов, и быстрой переустановки устройства (его мобильности);
- возможность с минимальными трудозатратами переустанавливать устройство с одного участка крыши на другой, с одного здания на другое (мобильность устройства);
- повышение эффективности работы и электробезопасности использования устройства, снижение энергозатрат за счет увеличения площади воздействия рабочего органа на кровлю и возможности регулировки напряжения для достижения оптимальных резонансных частот, необходимых и достаточных для удаления скопившихся снега и наледи на скате крыши.
Указанные технические результаты при осуществлении полезной модели достигаются тем, что в устройстве для удаления снега и наледи с наклонной части кровли, содержащем электропривод и трансмиссию в виде вращающегося вала с рабочим органом, вал выполнен с эксцентриком, являющимся рабочим органом, и размещен в корпусе на подшипниках, к которому прикреплена, как минимум, одна подошва в виде пластины для крепления корпуса к обрешетке или стропилу кровли, а электродвигатель подключен к источнику питания с изменяющимся напряжением для изменения частоты оборотов двигателя.
На фигуре представлен общий вид устройства.
Устройство для удаления снега и наледи с наклонной части кровли содержит электропривод 1, трансмиссию в виде вращающегося вала 2 с эксцентриком 3, являющимся рабочим органом. Вал 2 размещен в корпусе 4 на подшипниках 5. К корпусу 4 прикреплена, как минимум, одна подошва 6 в виде пластины для крепления корпуса 4 к обрешетке 7 (или стропилу) кровли 8. Питание электродвигателя 1 осуществляется от источника постоянного тока 9 с изменяющимся напряжением.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Подошву 6, прикрепленную к корпусу 4, посредством струбцины или саморезов крепят к доске обрешетки 7, предпочтительно к той, к которой пришит материал кровли. Включают источник питания 9 (например, автомобильное зарядное устройство или аккумулятор с реостатом) и, плавно увеличивая напряжение и ток (на зарядных устройствах стоят амперметры), увеличивают обороты электродвигателя 1 и вала 2 с эксцентриком 3 до наступления резонанса. Резонанс легко определяется по резкому увеличению интенсивности звука, издаваемого устройством, а также тактильно (доска обрешетки вибрирует заметно сильнее - это чувствуется рукой) и визуально (амплитуда колебаний корпуса устройства максимальна). Дальнейшее увеличение силы тока (а значит и оборотов двигателя и вала) ведет к исчезновению резонанса, тогда оператор должен плавно уменьшить обороты до резонансных. За счет поперечных вибраций разрушается связь между кровлей и снегом и наледью, а продольные вибрации способствуют сползанию снега. Далее устройство можно легко переустановить на другой участок крыши или перенести и закрепить его крыше другого здания, сооружения.
Использование явления резонанса рабочего органа, воздействующего на кровлю через пластину в виде подошвы и вызывающего вибрацию кровли, позволило решить задачу удаления снега и наледи с крыши без применения каких-либо механических ударных воздействий на кровлю. Регулирование резонанса рабочего орган путем изменения напряжения источника питания (оборотов вала с рабочим органом) позволяет выбирать оптимальные энергетически выгодные режимы для осуществления процесса удаления снега и наледи с крыши. Кроме того, за счет увеличения площади воздействия рабочего органа на кровлю снижаются энергозатраты и время для полного удаления с крыши снега и наледи. Простота конструкции позволяет обеспечить мобильность устройства.
Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом имеет более простую конструкцию, надежно в работе, мобильно, обеспечивает повышение эффективности работы и снижение энергоемкости процесса разрушения снега и наледи с крыши.