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 свесов кровли здания, содержащее шарнирно прикрепленный к свесу кровли сбивающий поворотный орган, выполненный составным из шарнирно соединенных полос и снабженный бойком, соединенным с гибкой связью /см., например, а.с. СССР №1188288, кл. E04D 13/06, 1982 [1]/.
Недостатками известного устройства является ручной характер процесса удаления сосулек при полном отсутствии автоматизации, его низкая эффективность и значительные трудоемкость 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 задержания на своей поверхности сосулек, наледи и снега /см. патент РФ на полезную модель №90823, кл. E04D 13/076, 2009 [2]/.
Недостатком известного устройства является опасность накопления на выступающих краях кровли значительных масс снега, льда и сосулек и возможности их самопроизвольного обрушения.
Кроме того, известны электромеханические устройства для удаления сосулек, снега и льда со свесов кровли, предусматривающие соединение упругого свеса либо с пространственным кинематическим механизмом с гибкими сбивающими органами и ротором-редуктором /см. патент РФ на полезную модель №104589, кл. E04D 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. E04D 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 стержней /см. патент РФ на полезную модель №110789, кл. E04D 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. E01C 11/24, 2009 [6]/.
Недостатками всех известных устройств являются предельная сложность конструкции вследствие необходимости использования специальных вибро-импульсных возбудителей, вибропроводов и 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 здания, содержащее закрепленный на стене мотор-редуктор с блоком управления и рабочим органом, размещенным вдоль свеса внизу, закрепленным кронштейнами к стене здания на противоположных концах, выполненным в виде продольных, вращающихся от мотор-редуктора валов и оснащенным скалывателями сосулек, выполненными в виде продольных лопаток, равномерно соединенных с валом /см. патент РФ на полезную модель №108466, кл. E04D 13/076, 2011 [7]/, и 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 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 автономности устройства, а также автоматизация 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 здания, включающем закрепленный вдоль свеса снизу на стене здания с помощью кронштейнов рабочий орган с приводным механизмом и скалывателем сосулек, особенность заключается в том, что рабочий орган выполнен в виде нескольких дугообразных скоб из легкого пластика, обращенных выпуклостью к стене и упруго закрепленных своей средней частью на натянутой стальной струне, смещенной от края свеса к стене и снабженной прикрепленным к ней резьбовым стержнем с гайкой - противовесом, скалыватели сосулек представляют собой жесткий стержень, соединяющий между собой верхние концы дугообразных скоб, а приводной механизм рабочего органа выполнен в виде срезанной сверху с принятием корытообразной формы трубки из гидрофобного материала, прикрепленной нижней частью к внутренним поверхностям нижних концов дугообразных скоб под краем свеса по всей его длине.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где схематично показано предлагаемое устройство на виде на здание спереди на фиг.1 и на виде сбоку на фиг.2 с иллюстрацией характера перемещений рабочего органа.
Устройство для автоматического механического удаления сосулек 1 со свесов 2 кровли 3 здания 4 включает закрепленный вдоль свеса 2 снизу на стене 5 здания 4 с помощью кронштейнов 6 рабочий орган с приводным механизмом и скалывателями сосулек 1. При этом рабочий орган выполнен в виде нескольких дугообразных скоб 7 из легкого жесткого пластика, обращенных выпуклостью к стене 5 и упруго закрепленных /подвешенных/ своей средней частью на натянутой на кронштейнах 6 толстой стальной струне 8, параллельной свесу 2 и смещенной от края свеса 2 к стене 5 /на рисунке показаны только две скобы 7 и один кронштейн 6/. Крепление скоб 7 на струне 8 осуществлено с помощью специальных отверстий 9, по два в каждой скобе 7, сквозь которые пропущена и зафиксирована струна 8. Струна 8 снабжена балансиром, выполненным в виде прикрепленного /припаянного/ к ней с внутренней стороны в исходном состоянии /со стороны стены 5/ резьбового стержня 10 с навернутой на него гайкой-противовесом 11. При этом для рабочего органа достаточно одного балансира, размещенного примерно в центре его длины. Скалыватели сосулек 1 представляют собой тонкий жесткий стержень 12 /лучше всего в виде стальной пластинки/, соединяющий между собой верхние концы дугообразных скоб 7. При этом скобы 7 зафиксированы на стержне 12 с помощью специальных скобок /на рисунке это крепление не показано/. Таким образом, дугообразные скобы 7, соединенные стержнем 12, представляют собой единое тело, упруго подвешенное на струне 8 с возможностью совершения крутильных колебаний вместе со струной 8. Приводной механизм рабочего органа, вызывающий вышеуказанные крутильные колебания, выполнен в виде срезанной сверху с принятием корытообразной формы трубки 13 из гидрофобного материала, прикрепленной нижней частью к внутренним поверхностям нижних концов дугообразных скоб 7 под краем свеса 2 по всей длине. При этом по концам трубка 13 имеет торцевые стенки 14 для скопления в трубке 13 талой воды 15, стекающей с кровли 3 по свесу 2, а крепление трубки 13 к скобам 7 осуществлено с помощью специальной мастики /на рисунках крепление не показано/. В общем случае в трубке 13 выполняется диаметральный срез /как показано на рисунках/, однако в частных случаях в процессе отработки устройства глубина среза, то есть центральный угол части полого цилиндра 13 может быть изменен. Срезанная трубка 13 выполнена из гидрофобного материала, то есть материала, не смачиваемого водой. Это позволяет исключить примерзание талой воды 15 к трубке 13 при температурах в диапазоне -2° ÷ +2°С интенсивного сосулькообразования и выливаться из трубки 13 при ее наклонах. В качестве гидрофобного материала в устройстве целесообразно использовать фторопласт или легкую твердую резину.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
В исходном состоянии рабочий орган, состоящий из упруго закрепленных на натянутой струне 8 скоб 7, соединенных стержнем 12 с прикрепленной к нижним частям скоб 7 пустой срезанной трубкой 13, уравновешивают с помощью противовеса 11, смещаемого по резьбовому стержню 10 и фиксируемого с помощью специальной мастики. При этом в равновесном состоянии верхние концы скоб 7 со стержнем 12 находятся вблизи края свеса 2 с некоторым смещением к стене 5, то есть рядом с местом возможного расположения сосулек 1, а срезанная корытообразная трубка 13 - непосредственно под краем свеса 2. При температурах в диапазоне -2°С ÷ +2°С интенсивного сосулькообразования со свеса 2 стекает талая вода 15, постепенно заполняющая трубку 13. При этом баланс рабочего органа /7, 12, 13/ нарушается, и он разворачивается на струне 8 против часовой стрелки на фиг.2 /два последовательных положения рабочего органа при таком развороте показаны пунктирными линиями/. Поворот сопровождается проходом стержнем 12 зоны расположения сосулек 1 и их удалением вблизи основания. Одновременно при повороте трубка 13 разворачивается на угол /перекашивается/, талая вода 15 выливается из трубки 13, после чего рабочий орган /7, 12, 13/ автоматически возвращается в исходное уравновешенное состояние, причем, стержень 12 опять проходит через зону расположения сосулек 1. Далее - опять наполнение трубки 13, опять разворот рабочего органа и т.п. В результате происходит автоматический и периодический проход стержнем 12-скалывателем-зоны образования сосулек 1 в прямом и обратном направлениях. Это не дает возможности сосулькам 1 вырасти до значительных размеров и обеспечивает их автоматическое удаление сразу на стадии формирования без создания опасности для расположенных внизу людей и объектов /сосульки 1 осыпаются мелкими крошками. Причем, со стороны стержня 12 не требуется приложения к сосулькам 1 значительных усилий, нет необходимости придания рабочему органу значительной угловой скорости - достаточен его плавный периодический разворот туда и обратно под действием неуравновешенных моментов сил. Выполнение трубки 13 из гидрофобного материала позволяет талой воде 15 легко выливаться из трубки при ее наклонах без примерзания к стенкам. Устройство имеет предельно простую конструкцию, надежно, полностью автономно, исключает затраты электрической энергии, позволяет автоматизировать процесс удаления сосулек до полного исключения человеческих трудозатрат.