Устройство для скалывания гололёдных отложений с вантов мостового сооружения
DEVICE FOR CHIPPING OF ICE DEPOSITS FROM CABLES OF BRIDGE STRUCTURE

Изобретение относится к области вантовых мостов и может быть использовано для механического скалывания гололедных отложений с вантов мостовых сооружений.
Одной из сложных проблем, возникающих в процессе эксплуатации вантовых мостов в условиях низких температур и высокой влажности окружающего воздуха является образование на их строительных конструкциях гололедных отложений, которые не только увеличивают механическую нагрузку на эти конструкции, но и создают большую опасность для перемещающихся по мостовым сооружениям транспортных средств и пешеходов, что связано с неконтролируемым падением с большой высоты указанных гололедных отложений. Выполнение работ по скалыванию гололедных отложений вручную, с подъемом людей на большую высоту, влечет за собой значительные риски их падения и получения ими очень серьезных травм. Кроме того, это приводит к необходимости введения продолжительного запрета на передвижение по мостам и, как следствие, к транспортному коллапсу.
При рассмотрении технической литературы выявлен ряд технических решений, относящихся к указанной проблематике.
Известно нагревательное устройство, содержащее саморегулирующуюся греющую ленту и внешнюю металлическую гибкую броню, полоса которой имеет продольный паз, а край полосы имеет загиб, греющая лента включает две изолированные друг от друга токопроводящие жилы, размещенные в проводящей полимерной матрице, заключенной в полимерную изоляционную оболочку патент на изобретение RU 2735946, кл. Н05В 3/56, опубл. 11.11.2020 г., бюл. №32).
Недостатками данного устройства являются:
сложность производства работ по его монтажу и обслуживанию при его применении на вантах мостового сооружения, выполненных на большой высоте;
значительные экономические затраты, требующиеся на приобретение, установку и эксплуатацию устройства.
Известно устройство для удаления с поверхности твердых дорожных покрытий ледяного и снежного накатов, содержащее разрушающие накат элементы, которые выполнены в виде дисков, посаженных с заданным эксцентриситетом на две оси, сопряженные между собой под углом более 180°, который можно изменять в зависимости от характеристик наката, диски способны пассивно вращаться от буксирующего их усилия и сил трения между кромками дисков и поверхностью наката, буксирующее устройство, элементы нагрузки на диски (патент на изобретение RU 2416689, кл. Е01Н 5/00, опубл. 20.04.2011 г., бюл. №11).
Недостатками данного устройства являются:
необходимость использования буксирующего устройства, что существенно ограничивает возможность его использования при снятии гололедных отложений с вантов мостового сооружения;
отсутствие возможности для удержания устройства на вантах мостового сооружения в процессе снятия гололедных отложений;
отсутствие возможности для автоматического управления устройством при его эксплуатации.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для сброса гололедных отложений с проводов воздушных линий электропередачи, содержащее ударный элемент, выполненный из, по меньшей мере, одного диэлектрического штока, мотора с приводом, к которому присоединен один конец штока, ударного наконечника, которым снабжен другой конец штока (патент на изобретение RU 2736875, кл. H02G 7/16, опубл. 23.11.2020 г., бюл. №33).
Недостатками данного устройства являются:
необходимость использования ручных физических усилий для удержания устройства при выполнении работ по сбросу гололедных отложений;
опасность получения обслуживающим персоналом травм при падении сбрасываемых гололедных отложений;
необходимость использования при выполнении работ по сбросу гололедных отложений с большой высоты специальной подъемной техники, что является трудной задачей в условиях гололедных образований на вантовых мостах.
Задача, решаемая в изобретении, заключается в устранении указанных недостатков путем разработки конструкции устройства для скалывания гололедных отложений с вантов мостового сооружения, обеспечивающей возможность автоматического скалывания льда по всей длине ванта, без использования ручного физического труда и специальной подъемной техники.
Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности скалывания гололедных отложений с вантов мостового сооружения.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается в результате того, что, согласно изобретению, устройство для скалывания гололедных отложений с вантов мостового сооружения содержит ударный механизм, блок размельчения, силовой блок, соединенные между собой верхнюю и нижнюю монтажные платформы, ударный механизм размещен в передней части устройства и включает ударный наконечник с установленной в его тыльной части пружиной и электромагнитную катушку, блок размельчения размещен в задней части устройства и включает две пары размещенных на одной вертикальной оси нижних и верхних фрез, снабженных червячными колесами и закрепленных на опорах, которые установлены соответственно на нижней и верхней монтажных опорах, силовой блок размещен между парами нижних и верхних фрез и включает элемент электропитания и управления, электропривод с жестко присоединенными к торцевым частям его вала ведущими червяками, которые зацеплены с червячными колесами нижних фрез, и два сателлитных червяка, которые зацеплены с червячными колесами в каждой паре нижней и верхней фрез.
Изобретение поясняется фиг. 1 и 2.
На фиг. 1 изображено устройство для скалывания гололедных отложений с вантов мостового сооружения, вид сбоку.
На фиг. 2 изображено устройство для скалывания гололедных отложений с вантов мостового сооружения, вид на нижнюю платформу сверху.
На фиг. 1 и 2 применены следующие обозначения:
1 - нижняя фреза;
2 - верхняя фреза;
3 - электропривод;
4 - элемент электропитания и управления;
5 - ведущий червяк;
6 - сателлитный червяк;
7 - червячное колесо;
8 - вал;
9 - ударный наконечник;
10 - электромагнитная катушка;
11 - нижняя монтажная платформа;
12 - верхняя монтажная платформа;
13 - стяжной винт;
14 - вант;
15 - пружина;
16 - опора.
Устройство для скалывания гололедных отложений с вантов мостового сооружения работает следующим образом.
Конфигурацию в профиле нижней 11 и верхней 12 монтажных платформ выполняют ступенчатой с обеспечением расстояния между ними в передней части устройства, равного габаритам ударного механизма в его поперечном сечении, и расстояния между платформами в задней части устройства, обеспечивающего возможность размещения блока размельчения и силового блока. Переднюю часть нижней 11 и верхней 12 монтажных платформ выполняют с прорезью по их продольной оси шириной, при которой обеспечивается свободное размещение ванта 14 с гололедным отложением. В задней части нижней монтажной платформы 11 закрепляют две пары опор 16 с валами 8, на которых устанавливают две нижние фрезы 1, каждую из которых снабжают червячным колесом 7. Между нижними фрезами 1 закрепляют электропривод 3 с элементом электропитания и управления 4. К торцевым частям вала электропривода 3 предварительно жестко присоединяют ведущие червяки 5, которые зацепляют с соответствующими червячными колесами 7 нижних фрез 1. В передней части нижней монтажной платформы 11 закрепляют ударный механизм, выполненный из электромагнитной катушки 10, в которую помещают ударный наконечник 9 с установленной в его тыльной части пружиной 15, обеспечивающей в нейтральном состоянии ударного механизма удержание ударного наконечника 9 во втянутом в электромагнитную катушку 10 положении. В задней части верхней монтажной платформы 12 на одной вертикальной оси с соответствующими нижними фрезами 1 закрепляют две пары опор 16 с валами 8, на которых устанавливают две верхние фрезы 2, каждую из которых снабжают червячным колесом 7. Каждую пару нижней 1 и верхней 2 фрез снабжают сателлитным червяком 6, зацепленным с соответствующими червячными колесами 7 нижней 1 и верхней 2 фрез. Нижнюю 11 и верхнюю 12 монтажные платформы соединяют между собой двумя парами стяжных винтов 13. Элемент электропитания и управления 4 соединяют электропроводом (не показан) с электромагнитной катушкой 10 и настраивают его на необходимый режим подачи тока на электромагнитную катушку 10.
Перед установкой устройства на ванте 14 отсоединяют два стяжных винта 13, расположенных с противоположной стороны от места установки ведущих червяков 5, устанавливают верхние фрезы 2 на верхнюю поверхность ванта 14 и стягивают нижнюю 11 и верхнюю 12 монтажные платформы с обеспечением плотного прилегания нижних 1 и верхних 2 фрез к нижней и верхней поверхностям ванта 14. Посредством пульта управления (не показан) подают сигнал на элемент электропитания и управления 4 и включают электропривод 3, который приводит во вращение ведущие червяки 5 и через них - червячные колеса 7 нижних фрез 1. При этом каждое червячное колесо 7 нижней фрезы 1 через сателлитный червяк 6 приводит во вращение соответствующее червячное колесо 7 верхней фрезы 2. Пары нижних 1 и верхних 2 фрез, вращаясь на валах 8, установленных на опорах 16, перемещают устройство по ванту 14. Одновременно от элемента электропитания и управления 4 подают ток в соответствующем режиме на каждую электромагнитную катушку 10, в результате чего ударный наконечник 9, преодолевая сопротивление пружины 15, наносит удары по боковым сторонам гололедных отложений. Пары нижних 1 и верхних 2 фрез в процессе перемещения устройства по ванту 14 дробит остатки гололедных отложений на верхней и нижней поверхностях ванта 14. В конце участка ванта 14 посредством пульта управления (не показан) подают сигнал на элемент электропитания и управления 4 и переключают электропривод 3 на обратный ход, одновременно прекращая подачу на каждую электромагнитную катушку 10, в результате чего ударный наконечник 9, под воздействием пружины 15 переводят в нейтральное состояние.
Таким образом, в результате реализации предложенного технического решения обеспечивается повышение эффективности скалывания гололедных отложений с вантов мостового сооружения за счет обеспечения возможности автоматического скалывания льда по всей длине ванта, без использования ручного физического труда и специальной подъемной техники.