УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ НАЛЕДИ В ВОДОСТОКЕ ЗДАНИЯ ИЛИ ДРУГОГО СООРУЖЕНИЯ И СПОСОБ ДЛЯ ЕГО УСТАНОВКИ
DEVICE FOR PREVENTION OF FORMATION OF ICE IN BUILDING DRAIN OR ANOTHER STRUCTURE AND METHOD FOR ITS INSTALLATION

Изобретение относится к области коммунального хозяйства, в частности предназначено для предотвращения образования наледи в водостоках зданий и других сооружений, возникающих в зимний и весенний периоды. Из известных современных и эффективных устройств, предотвращающих образование наледи в водостоках гражданских и промышленных сооружений, являются приборы и устройства, основанные на использовании электрического подогрева с помощью петлевых кабелей различной конфигурации, укрепляемых на карнизах и водостоках для предотвращения образования наледи в момент выпадения переохлажденных атмосферных осадков.
Аналогом предлагаемого изобретения являются применяемые в настоящее время «Тепловые петли», представляющие собой специальные электрические кабели, размещаемые в водостоках и подключаемые к электрической сети. При включении «тепловой петли» в наледи водостока образуется канал, по которому стекает растапливаемая вода из воронки. Однако основная масса ледяного образования сохраняется и нагружает водосток, что может привести к его обрыву, поскольку вес ледяного образования в стандартном (диаметр 200 мм) водостоке 5-этажного здания достигает 500 кг.
Прототипом такого устройства является техническое решение, описанное в заявке №2010148985 от 30.11.10 года автора Рыбкина А.П. Указанное устройство для предотвращения образования наледи в водостоках также размещается в воронке водостока. Однако серьезной проблемой его использования является монтаж и демонтаж прибора на водостоке при необходимости ремонта прибора. Выемка прибора из воронки водосточной трубы производится с крыши здания или промышленного сооружения, что значительно усложняет этот процесс и делает его опасным для жизни рабочего.
Предлагаемое изобретение, состоящее из устройства, сконструированного с учетом расширения технико-экономических показателей существующего прототипа, а также способа установки устройства для предотвращения образования наледи в водостоке, направленного на упрощение процесса установки и разборки, делает это изобретение более прогрессивным и экономичным, а производственный процесс установки и разборки - более безопасным для жизни обслуживающего персонала, что крайне важно в условиях высоты и плохих погодных условиях.
Сущность изобретения для предотвращения образования наледи в водостоке здания или другого сооружения и способ для его установки состоит в том, что устройство для предотвращения образования наледи в водостоке здания или другого сооружения включает в себя электронный блок СВЧ-излучения, который выполнен на каркасе с перегородками, содержит: вентилятор, силовой трансформатор (или инверторный блок, высоковольтный конденсатор, диодный выпрямительный мост, магнетрон с датчиком температуры, сетевой противопомеховый фильтр, сетевой шнур электропитания. Электронный блок СВЧ имеет защитный кожух с ручками и страховочным тросиком, съемный колпак, а также опору с квадратным окном, изолирующую вставку, рамки с защитной металлической сеткой и магнитным диском с отверстием, стопорными кольцами, установленными с обоих концов водостока, причем верхняя рамка состоит из металлической защитной сетки, упругой обечайки, магнитного диска с центральным отверстием, изолирующего покрытия или изолирующей прокладки и резонатора.
Способ для установки устройства для предотвращения образования наледи в водостоке здания или другого сооружения включает в себя действие по установке в нижней и верхней частях водостока упругих рамок с защитной металлической сеткой, в воронку водостока вводят опору с квадратным окном в центре опоры, на которой в квадратном окне механически закрепляют устройство в собранном виде в заданном положении, причем ручки корпуса фиксируют его в нужном положении в водостоке, таким образом, что опорная площадка антенны магнетрона смыкается с магнитным диском, расположенным на металлической защитной сетке и удерживают в этом положении с помощью магнитного притяжения, тем самым закрывая отверстие в рамке, сетевой шнур электропитания подключают к розетке управляющего блока, который располагают рядом с воронкой водостока на кровле здания, содержимое устройства закрывают колпаком для защиты электронного блока от отрицательных воздействий атмосферы, а электропитание устройства дистанционно включают с пульта управления.
Таким образом, предлагаемое изобретение выполнено в виде автономного электронного блока, который вкладывают на внутреннюю опору для эксплуатации или вынимают с нее, в случае разборки или ремонта, предварительно установленную в воронке водостока. Причем конструкция электронного блока СВЧ и его опоры не требует специального крепления, так как удерживается в воронке водосточной трубы собственным весом с низко расположенным центром тяжести и магнитными силами, возникающими между опорной площадкой магнетрона и магнитного диска на защитной рамке, укрепленной в водостоке.
Способ установки или разборки устройства для предотвращения образования наледи также прост и эффективен, как и все устройство в целом, и направлен для защиты жизни людей, работающих на кровле здания или другого промышленного сооружения, обслуживающих процесс предотвращения наледи в водостоках.
На фигуре 1 показано устройство для предотвращения образования наледи водостоке здания или другого сооружения, где приняты следующие обозначения:
1. Водосток
2. Воронка водосточной трубы,
3. Опора
4. Квадратное окно
5. Блок СВЧ
6. Каркас
7. Вентилятор
8. Силовой трансформатор
9. Высоковольтный конденсатор
10. Диодный выпрямительный мост
11. Магнетрон
12. Сетевой противопомеховый фильтр
13. Датчик температуры
14. Защитный кожух
15. Колпак
16. Сетевой шнур электропитания
17. Антенна магнетрона
18. Опорная площадка антенны
19. 3ащитная металлическая сетка
20. Рамка
21. Обечайка
22. Магнитный диск
23. Отверстие
24. Стопорное кольцо
25. Волновод
26. Блок управления с датчиками
27. Стопорный тросик
28. Ручка
29. Розетка
30. Перегородка
31. Радиатор магнетрона
32. Изолирующая вставка
33. Изолирующее покрытие.
34. Боковые отверстия кожуха.
На фигуре 1 показано устройство для предотвращения наледи в разобранном состоянии, где сверху вниз размещены колпак 15 для защиты электронного блока от атмосферных осадков и физических повреждения, электронный блок СВЧ-излучения 5, с опорными ручками 28 и прикрепленным к ней страховым тросиком 27, затем опора 3 с изолирующей вставкой 32 и квадратным окном 4 для размещения электронного блока СВЧ-излучения 5, рамка 20 с металлической защитной сеткой 19 и воронка 2 водостока 1, где установлена рамка 20.
На фигуре 1 в выделенной зоне А показана конструкция рамки 20, где обечайка 21, защитная металлическая сетка 19, магнитный диск 22, отверстие 23 и прикрепленный к магнитному диску 22 волновод 25 и стопорное кольцо 24. На магнитный диск 22 нанесено изолирующее покрытие 33. Стопорное кольцо 24 устанавливается при сборке устройства в воронке 2 водостока 2 сверху и снизу рамок 20 и предотвращают их произвольное смещение. Стопорные кольца 24 выполнены из упругой стальной ленты или другого материала, имеющего необходимую упругость с насечками. Концы стопорных колец 24 загнуты внутрь для удобства эксплуатации устройства внутри воронки 2 водостока 1. Стопорные кольца для усиления их удерживающих свойств предварительно могут намагничиваться.
Приемлемым вариантом фиксации защитной рамки 20 установкой ограничительных магнитов по контуру рамки на внутренней стороне водостока 1.
На фигуре 2 показано устройство для предотвращения наледи, установленное на водостоке 1, где электронный блок СВЧ 5 установлен на опору 3 и опирается на ручки 28. К одной из ручек 28 прикреплен страховочный тросик 27 для предотвращения возможности падения устройства при разрушении водостока 1 или его воронки 2 под воздействием физических сил человека или природы. Противоположный конец тросика 27 закрепляется на кровле. Одновременно тросик 27 выполняет функции заземления электронного блока. К опорной площадке антенны 18, через изолирующее покрытие 33 примыкает магнитный диск 22, с прикрепленными к нему: защитной металлической сеткой 19 и волноводом 25. В нижней части водостока 1 показана рамка 20, зафиксированная стопорными кольцами 24 сверху и снизу.
На фигуре 3 показано устройство для предотвращения наледи в сборке, где на каркасе 6 смонтированы: вентилятор 7, силовой трансформатор 8 или инверторный блок, высоковольтный конденсатор 9, диодный выпрямительный мост 10, магнетрон 11 с датчиком температуры 13 и сетевой противопомеховый фильтр 12. На каркас 6 устанавливаются легкосъемный защитный кожух 14 и колпак 15. Сверху электронного блока устройства для предотвращения наледи 5 выведен сетевой шнур электропитания 16, который выходит снизу колпака 15. На защитном кожухе 14 установлены опорные ручки 28 и укреплен страховочный тросик 27.
Конструктивно каркас 6 защитным кожухом 14 выполнены так, что образуют канал для движения воздушного потока, создаваемого вентилятором 7. Тепло, выделяемое силовым трансформатором 8 и магнетроном 11, сбрасывается вниз в водосток 1 и повышает коэффициент полезного действия электронного блока СВЧ 5 по предотвращению обледенения. Колпак 15 защищает электронику блока СВЧ 5 от попадания атмосферных осадков в виде дождя и снега внутрь. Воздух, для охлаждения нагруженных электронных компонентов, засасывается вентилятором 7 снизу колпака 15 через четыре зазора, образуемые квадратным сечением электронного блока 5 и круглым колпаком 15 и спускается сверху вниз, обтекая все электронные компоненты блока СВЧ 5 и далее уходит в водосток 1, и через боковые отверстия кожуха 34, выполненные в нижней его части для выхода подогретого воздуха в воронку, дополнительно ее подогревая.
Рамка 20, устанавливаемая на стыке цилиндрического водостока 1 и конической воронки 2, удерживает СВЧ-излучение от рассеивания вверх и направляет излучение вниз в водосток 1, через волновод 25.
Поскольку недопустимо образование щели между опорной площадкой антенны 19 магнетрона 11 и защитной металлической сеткой 19, в центре защитной металлической сетки 19 установлен магнитный диск 22, запирающий отверстие 23. Прижатие магнитного диска 22 к опорной площадке антенны 19 происходит в момент, когда блок СВЧ 5 сядет на ручки 29. На магнитном диске 22 устанавливается волновод 25 для формирования оптимального поля СВЧ-излучения.
Способ установки устройства для предотвращения образования наледи в водостоке здания или другого сооружения состоит из следующих действий, производимых в следующем порядке:
- в водосток 1 с внутренней стороны воронки 2 устанавливают рамку 20 с защитной металлической сеткой 19, блокирующей СВЧ-излучение, затем рамку 20 фиксируют верхним и нижним стопорными кольцами 24. Таким образом, рамка 20 плотно прижимается к стенкам водостоке 1 за счет упругой обечайки 21. Далее, в воронку 22 вводят опору 3 с установленной на ней изолирующей вставкой 32 и закрепляют на воронке 2 любым механическим способом.
В квадратное окно 4 опоры 3 в собранном виде вкладывают блок СВЧ 5, при этом опорная площадка антенны 18 входит в соприкосновение с магнитным диском 22 и закрывает отверстие в защитной от СВЧ-излучения рамке 20.
На верхнюю часть блока СВЧ 5 устанавливают колпак 15, а сетевой шнур электропитания 16 подключают к розетке 30, расположенной на блоке управления работой блока СВЧ 5 с датчиками 26.
Таким образом, установка блока СВЧ 5 завершена и можно приступить к технической эксплуатации устройства для предотвращения образования наледи в водостоке.
Следует учесть, что при необходимости ремонта или замены устройства, разборка производится в обратном порядке и сводится к простым операциям.
Как видно из описания способа, удаление и замена как самого электронного блока СВЧ, а так же и его монтажных компонентов, упрощена и эффективна.
Антиобледенительное устройство на основе блока СВЧ работает следующим образом: после подачи напряжения с блока управления с датчиками 26 на блок СВЧ 5, одновременно включается в работу вентилятор 7 и магнетрон 11. СВЧ-излучение, вырабатываемое магнетроном 11, через антенну магнетрона 17 излучается через волновод 25 в водосток 1, туда же поступает часть подогретого в электронном блоке воздуха. Одновременное воздействие СВЧ-излучения и подогретого воздуха повышает температуру внутри водостока и не допускает образование наледи на ее стенках и в воронке, а случае, если наледь уже возникла ранее, то будет ее постепенно растапливать.
Преимущество использования СВЧ-излучения для предотвращения образования наледи в водостоках в том, что излучение распределяется по всей длине водостока, от верхней до нижней ограничительной сетки. При этом поглощение СВЧ-излучения происходит во всем объеме ледяного образования и наиболее интенсивно в зонах контакта льда с внутренней поверхностью водостока. Это немаловажный фактор, так как в водостоке, защищенном антиобледенительным блоком СВЧ не будет образовываться переохлажденных зон, а поглощение энергии будет происходить более равномерно по всей длине водостока, что имеет место в других способах защиты водостоков от обледенения.
Устройство для предотвращения наледи и способ его установки произведены в единичных экземплярах, испытаны в зимних условиях петербургской зимы и показали свою эффективность при эксплуатации.
Предлагаемое устройство может быть изготовлено на любом предприятии, имеющем опыт производства электронного оборудования, и предназначено для закупки и эксплуатации коммунальными службами, которые смогут его эффективно эксплуатировать, приняв за основу предлагаемый способ монтажа.