УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО МЕХАНИЧЕСКОГО УДАЛЕНИЯ СОСУЛЕК
DEVICE FOR AUTOMATIC MECHANICAL REMOVAL OF ICICLES

Изобретение относится к строительству крыш жилых и производственных зданий, исключающих опасность схода с крыши снега и льда, а также падения сосулек значительных размеров.
Известно устройство для механического удаления сосулек, льда и снега со свесом кровли здания, содержащее шарнирно прикрепленный к свесу кровли поворотный сбивающий орган, выполненный составным из шарнирно соединенных полос и снабженный бойком, соединенным с гибкой связью / см., например, а.с. СССР №1188288, кл. Е04D 13/06, 1982 [1]/.
Недостатками известного устройства является ручной характер процесса удаления сосулек при полном отсутствии автоматизации, его низкая эффективность, значительные трудоемкость процесса и сложность конструкции.
Известно также устройство для предотвращения падения крупных сосулек, наледи и снега с выступающих деталей крыш, содержащее листообразное гибкое и упругое тело, выступающее за кромку крыши и выполненное с возможностью задерживания на своей поверхности сосулек, наледи и снега / см. патент РФ на полезную модель №90823, кл. Е04D 13/076, 2009 [2]/.
Недостатком известного устройства являются низкие эксплуатационные характеристики вследствие опасности накопления на выступающих краях кровли значительных масс снега, льда и сосулек и возможности их самопроизвольного обрушения.
Кроме того, известны устройства электромеханического типа для удаления сосулек, снега и льда со свесом кровли, предусматривающие соединение упругого свеса либо с пространственным кинематическим механизмом с гибкими сбивающими органами и мотором-редуктором / см. патент РФ на полезную модель №104589, кл. Е04D 13/076, 2010 [3]/, либо с источником механических колебаний, выполненным в виде закрепленного на здании вала с электродвигателем и эксцентриками / см. патент РФ на полезную модель №110790, кл. Е04D 13/076, 2010 [4]/, либо с источником механических вибраций и импульсов в виде передвижного вибратора, соединенного с вибропроводом, состоящим из набора горизонтальных и вертикальных металлических стрежней / см. патент РФ на полезную модель №110789, кл. Е04D 13/064, 2010 [5]/, либо с источниками механических импульсов, взаимодействующих с волноводами, выполненными из профильных конструкций, закрепленных с напуском относительно кромки кровли / см. патент на полезную модель №90450, кл. Е01С 11/24, 2009 [6]/.
Недостатками всех известных устройств являются предельная сложность конструкции вследствие необходимости использования специальных вибро-импульсных возбудителей, вибропроводом, волноводов, кинематических исполнительных механизмов и т.д., значительные энергозатраты, низкие эксплуатационные характеристики устройств из-за отсутствия возможности полной автоматизации процесса удаления сосулек, наледи и снега с краев кровли, причем на начальной стадии их образования без создания опасности для людей и объектов.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является устройство для автоматического механического удаления сосулек со свесов зданий, содержащее закрепленный на стене мотор-редуктор с блоком управления и рабочим органом, размещенным вдоль свеса снизу, закрепленным кронштейнами к стене здания на противоположных концах, выполненным в виде продольных, периодически вращающихся от мотора-редуктора валов и оснащенным скалывателями сосулек, выполненными в виде продольных лопаток, равномерно соединенных с валом / см. патент РФ на полезную модель №108466, кл. Е04D 13/076, 2011 [7]/, принятое за прототип.
Недостатками устройства-прототипа являются предельная сложность и низкая надежность конструкции, значительное потребление энергии, а главное - низкая степень автоматизации, не позволяющая автоматически удалять сосульки уже на начальном этапе их формирования полностью автономно без участия человека.
Сущность изобретения заключается в создании предельно простой, надежной и автономной конструкции, обеспечивающей автоматическое механическое удаление сосулек со свесов кровли полностью без участия человека уже на начальном этапе их формирования.
Технический результат - упрощение конструкции, повышение надежности и обеспечение полной автоматизации устройства, а также автоматизации процесса, полностью исключающая вмешательство человека.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для автоматического механического удаления сосулек со свесов кровли, включающем закрепленный вдоль свеса снизу на стене здания с кронштейнами рабочий орган, выполненный в виде валов, имеющих возможность регулировочного вращения в кронштейнах, приводной механизм и скалыватели сосулек, особенность заключается в том, что валы свободно с ограничением осевых смещений вставлены в установленные на кронштейнах фтороплатовые втулки, скалыватели сосулек выполнены в виде П-образных коленчатых изгибов на валах в местах повышенной опасности образования сосулек, а приводной механизм представляет собой закрепленный на прямой части каждого из валов легкий концентричный диск, имеющий возможность осевого регулировочного смещения в зону максимальной интенсивности стока с кровли талой воды и снабженный равномерно прикрепленным к нему боковым поверхностями по контуру торца диска стаканами из гидрофобного материала, ориентированными открытым верхом в одну сторону при обходе диска.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где схематично показано предлагаемое устройство на виде на здание спереди на фиг.1 и на виде сбоку /справа/ на фиг.2.
Устройство для автоматического механического удаления сосулек 1 со свесов 2 кровли 3 здания 4 включает закрепленный кронштейнами 5 снизу вдоль края свеса 2 на стене 6 здания 4 рабочий орган, выполненный в виде валов 7, имеющих возможность периодического вращения в кронштейнах 5, приводной механизм и скалыватели сосулек 1. При этом валы 7 /на рисунках показан только один вал на участке свеса 2/ свободно с ограничением осевых смещений с помощью плотно введенных в тело валов 7 штифтов 8 вставлены в установленные на кронштейнах 5 фторопластовые втулки 9. Последние вставлены по прессовой посадке по своему наружнему диаметру в отверстия цилиндрических утолщений 10 на наружных концах кронштейнов 5. Выполнение втулок 9 из фторопласта, то есть материала с наиболее ярко выраженными гидрофобными свойствами, исключает опасность примерзания валов 7 ко втулкам 9 в диапазоне температур порядка -2°С÷+2°С наиболее интенсивного сосулькообразования и обеспечивает возможность периодического вращения валов 7 во втулках 9 при действии приводного механизма. Скалыватели сосулек 1 выполнены в виде П-образных коленчатых изгибов 11 на валах 7 в местах повышенной опасности образования соссулек 1 на свесах 2 кровли 3. Такими местами являются участки свесов 2, расположенные над тротуарами, метами скопления людей, стоянок автомобилей и т.п. Высота колена изгиба 11 должна быть такой, чтобы при вращении вала 7 параллельная прямым участкам вала 7 и свесу 2 протяженная часть П-образного изгиба 11 проходила возможно ближе к нижней поверхности свеса 2 /при этом сосульки 1 срезаются практически под основанием/. Приводной механизм вращения валов 7 представляет собой закрепленный на прямой части 7 каждого из валов легкий диск 12, концентричный этой части вала 7, имеющий возможность осевого регулировочного смещения в зону максимальной интенсивности стока с кровли 3 талой воды. Диск 12 выполнен из прочной пластмассы, а его осевое регулировочное смещение вдоль вала 7 с последующей фиксацией осуществлено с помощью ввернутого в специальный фланец 13 диска 12 винта 14. Выбор зоны максимальной интенсивн6ости стока с кровли 3 талой воды осуществляют уже непосредственно в процессе установки и настройки устройства, причем такие зоны могут быть обусловлены конструкцией кровли 3 / наличием наклонных панелей, складок, угловых участков с воронкой и трубопроводом, водоотводящих лотков и т.п., раструбов/, а могут возникнуть случайно при выполнении кровельного покрытия. Как показывает практика, на каждом из вращающихся валов 7 для  достаточной эффективности вращения без излишнего усложнения конструкции достаточно одного приводящего диска 12. Диск 12 снабжен равномерно прикрепленными к нему боковыми поверхностями по контуру торца диска стаканами 15 из гидрофобного материала, ориентированными открытым верхом в одну сторону при обходе диска 12. В качестве гидрофобного материала для изготовления стаканов 15 целесообразно использовать жесткую литьевую резину /использование фторопласта для изготовления таких объемных деталей увеличивает стоимость устройства/. Кроме того, при креплении резиновых стаканов 15 боковыми поверхностями к торцу пластмассового диска 12 путем приклеивания специальным клеем достигается высокая надежность и прочность соединения. В результате вышеуказанной сборки и настройки устройства /см. фиг.2/ стаканы 15 оказываются расположенными непосредственно под краем свеса 2 в зоне максимальной интенсивности стока с кровли 3 талой воды.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
В исходном состоянии при пустых стаканах 15 рабочий орган, состоящий из вала 7, диска 12, стаканов 15…, займет равновесное положение, при котором П-образный коленчатый изгиб 11 вала 7 естественно будет обращен вниз. При температурах интенсивного сосулькообразования порядка -2°С+-+2°С стекающая со свеса 2 талая вода будет заполнять стаканы 15, расположенные по одному из сторон диска 12 относительно его вертикальной оси симметрии /при ориентации стаканов 15 в сторону, показанную на фиг.2, будут заполняться стаканы 15 по левую сторону от оси вращения диска 12/. При этом равновесие рабочего органа нарушится, и он начнет поворачиваться против часовой стрелки на фиг.2 /показано стрелкой/, талая вода будет постепенно заполнять пустые стаканы 14, ориентированные открытым верхом вверх, то есть слева от оси вращения, и, наоборот, выливаться из стаканов 15, повернутых дном вверх, то есть справа от оси вращения. Таким образом, до тех пор пока талая вода с кровли 3 будет стекать на диск 12, будет происходить автоматически вращение вала 7. При этом его изгиб 11 будет при каждом обороте проходить непосредственно под краем свеса 2 и срезать сосульки 1 под основанием непосредственно на стадии их формирования полностью автономно без участия человека и потребления энергии от источника. Причем здесь нет необходимости приложения к рабочему органу значительных вращающих моментов или создания его больших угловых скоростей вращения, так как сосульки 1 убираются на стадии формирования, и достаточно даже медленного периодического прохождения изгибом 11 оси 7 зоны под краем свеса 2 на его опасных участках. Талая вода не примерзает к стаканам 15 из гидрофобного материала, при отсутствии стока с кровли 3 талой воды рабочий орган автоматически возвращается в исходное состояние. Устройство предельно простой конструкции, абсолютно автономно, надежно, максимально автоматизировано, универсально эффективно, полностью исключает энергозатраты, годно для любых типов зданий и крыш.