СИСТЕМА ДЛЯ ОЧИСТКИ ФАСАДОВ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ
SYSTEM FOR CLEANING TALL BUILDINGS FACADES

Область техники, к которой относится изобретение.
Настоящее изобретение относится к системам для очистки фасадов зданий, в том числе высотных, включающим в себя закрепленные неподвижно к поверхности фасада первые направляющие, по которым может перемещаться аппарат очистки фасада, включающий в себя средства зацепления за первые направляющие и первый привод аппарата очистки фасада, и может быть круглогодично использовано для очистки всей поверхности ограждающих конструкций зданий с наружной и/или внутренней стороны, в том числе при отрицательных температурах и для удаления наледи с поверхности фасада в автоматическом режиме.
Уровень техники.
В настоящее время существует множество систем для очистки фасадов зданий. Так известна из уровня техники система, описанная в международной заявке WO 2016/011081, опубликовано 21.01.2016, включающая в себя закрепленные неподвижно к поверхности фасада первые направляющие, по которым может перемещаться аппарат очистки фасада, включающий в себя средства зацепления за первые направляющие и первый привод аппарата очистки фасада.
Также известна из уровня техники система для очистки фасадов зданий, в том числе высотных, описанная в заявке на патент США US 2016/0017619, опубликовано 21.01.2016, включающая в себя закрепленные неподвижно к поверхности фасада первые направляющие, по которым может перемещаться аппарат очистки фасада, включающий в себя средства зацепления за первые направляющие и первый привод аппарата очистки фасада.
Данное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению и взято за прототип. Недостатком такого устройства является то, что предлагаемое устройство для очистки фасадов зданий, входящее в систему очищает только поверхность между направляющими. Для очистки всей поверхности фасада нужно использовать множество таких устройств или переустанавливать данное устройство вручную. То есть отсутствует возможность автоматической очистки всей поверхности ограждающих конструкций зданий, так как нет возможности автоматической переустановки аппарата очистки фасада на разные направляющие.
Раскрытие изобретения.
Настоящее изобретение, главным образом, имеет целью предложить систему для очистки фасадов зданий, в том числе высотных, включающую в себя закрепленные неподвижно к поверхности фасада первые направляющие, по которым может перемещаться аппарат очистки фасада, включающий в себя средства зацепления за первые направляющие и первый привод аппарата очистки фасада, позволяющую обеспечить возможность автоматической очистки всей поверхности ограждающих конструкций зданий за счет возможности автоматической переустановки аппарата очистки фасада на разные направляющие, что и является поставленной технической задачей.
Для достижения этой цели система дополнительно включает в себя устройство переустановки аппарата очистки фасада между первыми направляющими, имеющее второй привод устройства переустановки аппарата очистки фасада, соединенный с блоком управления и с ходовой частью и имеющее манипулятор для захвата аппарата очистки фасада, при этом устройство переустановки аппарата очистки фасада передвигается на закрепленных неподвижно на фасаде, кровле или техническом этаже здания вторых направляющих устройства переустановки аппарата очистки фасада.
Благодаря таким выгодным характеристикам появляется возможность автоматической очистки всей поверхности ограждающих конструкций зданий за счет возможности автоматической переустановки аппарата очистки фасада на разные первые направляющие. Предлагаемое устройство переустановки с помощью своего привода и манипулятора может автоматически перемещать аппарат очистки фасада между первыми направляющими.
Существует преимущественный вариант изобретения, в котором вторые направляющие оснащены, располагаемыми вдоль них, зубчатыми рейками или цепями. Благодаря таким выгодным характеристикам появляется возможность обеспечивать зацепление устройства переустановки и перемещения вдоль вторых направляющих.
Существует также возможный вариант изобретения, в котором вторые направляющие выполнены в виде рельсов, которые имеют деформационные швы. Благодаря таким выгодным характеристикам появляется возможность стыковать между собой вторые направляющие с возможностью непрерывного передвижения по ним устройства переустановки.
Существует также еще один возможный вариант изобретения, в ходовая часть устройства переустановки аппарата очистки фасада выполнена в виде колес, соответствующих форме профиля вторых направляющих, включая, зубчатые колеса. Благодаря данной выгодной характеристике обеспечивается возможность обеспечивать зацепление устройство переустановки и вторых направляющих.
Существует кроме того и такой возможный вариант изобретения, в котором устройство переустановки аппарата очистки фасада имеет блок захвата с ловителями, расположенными на манипуляторе, для фиксации аппарата очистки фасада на нем. Благодаря таким выгодным характеристикам появляется возможность фиксации аппарата очистки фасада на манипуляторе.
Существует также возможный вариант изобретения, в устройство переустановки аппарата очистки фасада имеет набор датчиков, позволяющих определять положение устройства переустановки относительно вторых направляющих и аппарата очистки фасада относительно устройства переустановки. Благодаря данной выгодной характеристике обеспечивается возможность контроля положения и управления устройством переустановки аппарата очистки фасада.
Существует также возможный вариант изобретения, в котором устройство переустановки аппарата очистки фасада имеет блок предотвращения столкновений для исключения возможности нанесения вреда здоровью человека. Благодаря таким выгодным характеристикам появляется возможность предотвращения столкновений для исключения возможности нанесения вреда здоровью человека.
Кроме того, существует и такой возможный вариант изобретения, в устройство переустановки аппарата очистки фасада имеет блок аварийного отключения. Благодаря данной выгодной характеристике обеспечивается возможность аварийного отключения.
Существует еще один возможный вариант изобретения, в котором первые направляющие имеют деформационные швы, при этом отношение длины сегмента первой направляющей к длине деформационного шва на каждом участке выбрано из условия возможности позволять непрерывное движение аппарата очистки фасада. Благодаря таким выгодным характеристикам появляется возможность позволять непрерывное движение аппарата очистки фасада.
Существует, наконец, также возможный вариант изобретения, в первые направляющие имеют ловители. Благодаря данной выгодной характеристике обеспечивается возможность переустановке аппарата очистки на разные пары первых направляющих.
Краткое описание чертежей.
Другие отличительные признаки и преимущества данного изобретения ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых:
- фигура 1 изображает схематическое изображение устройства системы для очистки фасадов зданий, согласно изобретению,
- фигура 2 изображает вид в изометрии устройства системы для очистки фасадов зданий, согласно изобретению,
- фигура 3 изображает схематическое изображение устройства системы для очистки фасадов зданий в разных положениях, согласно изобретению.
- фигура 4 изображает этапы работы системы для очистки фасадов зданий, согласно изобретению.
На фигурах обозначено:
1 - фасад
2 - первые направляющие
3 - аппарат очистки фасада
31 - средства зацепления за первые направляющие
32 - первый привод аппарата очистки фасада
33 - щетка
34 - распылитель моющей жидкости
35 - заборные диффузоры
36 - подрамник
37 - привод заборного диффузора
4 - устройство переустановки аппарата очистки фасада между первыми направляющими
41 - второй привод устройства переустановки аппарата очистки фасада
42 - блок управления
43 - ходовая часть
44 - манипулятор для захвата аппарата очистки фасада
45 - сложенное состояние устройства переустановки аппарата очистки фасада между первыми направляющими,
46 - привод компактного хранения в сложенном виде устройства переустановки аппарата очистки фасада между первыми направляющими
47 - датчики
48 - привод манипулятора
5 - вторые направляющие
Согласно фигурам 1-3 система для очистки фасадов зданий, в том числе высотных, включает в себя закрепленные неподвижно к поверхности фасада 1 первые направляющие 2, по которым может перемещаться аппарат очистки фасада 3, включающий в себя средства зацепления 31 за первые направляющие 2 и первый привод 32 аппарата очистки фасада.
Система дополнительно включает в себя устройство 4 переустановки аппарата очистки фасада между первыми направляющими 2, имеющее второй привод 41 устройства переустановки аппарата очистки фасада, соединенный с блоком управления 42 и с ходовой частью 43 и имеющее манипулятор 44 для захвата аппарата очистки фасада.
Устройство 4 переустановки аппарата очистки фасада передвигается на закрепленных неподвижно на кровле или техническом этаже здания вторых направляющих 5 устройства переустановки аппарата очистки фасада.
Вторые направляющие 5 могут быть оснащены, располагаемыми вдоль них, зубчатыми рейками или цепями.
Вторые направляющие 5 могут быть выполнены в виде рельсов, которые имеют деформационные швы.
Ходовая часть устройства 4 переустановки аппарата очистки фасада может быть выполнена в виде колес, соответствующих форме профиля вторых направляющих 5, включая, зубчатые колеса.
Устройство 4 переустановки аппарата очистки фасада может иметь блок захвата с ловителями, расположенными на манипуляторе, для фиксации аппарата очистки фасада на нем.
Устройство 4 переустановки аппарата очистки фасада может иметь набор датчиков, позволяющих определять положение устройства переустановки относительно вторых направляющих и аппарата очистки фасада относительно устройства переустановки.
Устройство 4 переустановки аппарата очистки фасада может иметь блок предотвращения столкновений для исключения возможности нанесения вреда здоровью человека.
Устройство 4 переустановки аппарата очистки фасада может иметь блок аварийного отключения.
Первые направляющие 2 имеют деформационные швы, при этом отношение длины сегмента первой направляющей к длине деформационного шва на каждом участке выбрано из условия возможности позволять непрерывное движение аппарата очистки фасада.
Первые направляющие 2 имеют ловители.
Первые направляющие 2 могут быть расположены как снаружи, так и изнутри на обслуживаемом фасаде здания.
В состав системы может входить несколько аппаратов очистки фасада 3. Аппараты 3 могут быть одного или разных типов. По одной произвольной паре первых направляющих 2 может перемещаться несколько аппаратов 3 одновременно. Аппараты 3 разных типов могут перемещаться по одним и тем же направляющим.
Первые направляющие 2 в зависимости от конструкции здания:
• могут быть расположены в пространстве вертикально в одной и/или двух плоскостях;
• могут быть расположены в пространстве горизонтально в одной и/или двух плоскостях;
• могут быть расположены в пространстве наклонно в одной и/или двух плоскостях;
• могут быть расположены в пространстве попарно параллельно;
• могут быть расположены в пространстве попарно не параллельно;
• могут закручиваться как попарно, так и индивидуально, как вдоль оси здания, так и вдоль собственной оси;
• все указанные особенности геометрии направляющих и их расположения в пространстве могут комбинироваться произвольно;
• могут иметь деформационные швы и делиться ими на сегменты, крайние сегменты могут иметь ловители;
• длины деформационных швов вдоль направляющей могут иметь различные значения;
• количество деформационных швов вдоль направляющей может быть произвольное;
• отношение длины сегмента направляющей к длине деформационного шва на каждом участке должно позволять непрерывное движение машины;
Для пары направляющих:
• начала сегментов могут находиться на разных уровнях;
• длины сегментов могут быть различные;
• размеры и количество деформационных швов могут различаться;
• могут быть оснащены линиями питания;
• могут быть оснащены или скомбинированы с дополнительными системами и/или элементами, в том числе системой обогрева для работы в зимний период.
Аппарат 3 состоит из двух тележек и закрепленной между ними платформы, на которой расположены исполнительные механизмы очистки фасадов. Возможен вариант, когда исполнительные механизмы закрепляются к тележкам непосредственно и без применения платформы. Тележки перемещаются вдоль направляющих, скорость движения каждой из тележек регулируется независимо, за счет чего обеспечивается заданная ориентация исполнительных механизмов по одному из направлений в горизонтальной плоскости. Возможен вариант аппарата, в котором исполнительные механизмы имеют привод перемещения вдоль платформы соединяющей тележки.
Для преодоления деформационных швов, направляющих тележка оснащается двумя приводами, каждый из которых отключается на время перехода через деформационный шов (переход с одного сегмента направляющей на другой). В зависимости от необходимости привод может иметь дублирование двигателя и движителя. Аппарат оснащается датчиками безопасности для предотвращения нанесения вреда здоровью человека. Аппарат оснащается системой аварийного ручного отключения.
Смена пары первых направляющих, по которым движется аппарат, производится устройством 4 после окончания цикла очистки.
Форма поверхности.
Обслуживаемая поверхность фасада может быть плоской или криволинейной (одинарной или двойной кривизны) а также комбинированной из плоских или криволинейных участков регулярно или произвольно. В зависимости от наличия и размера архитектурных элементов на обслуживаемых поверхностях здания (например, пилоны или межэтажные пояса со сложным профилем) может потребоваться адаптация расположения/установки исполнительных механизмов предлагаемой системы под такой тип фасада здания. На одном здании может быть применено несколько специализированных под каждый тип фасада конфигураций исполнительных механизмов или аппаратов 3, несколько устройств переустановки 4 и/или систем направляющих.
Материал поверхности.
Поверхность фасада может быть облицована любым видом материала, допущенным к применению на фасадах зданий.
Стрелками на фигурах показано направление силы тяжести.
Осуществление изобретения.
Система для очистки фасадов зданий работает следующим образом. Приведем наиболее исчерпывающий пример реализации изобретения. Имея в виду, что данный пример не ограничивает применения изобретения.
Этап A1. Аппараты 3 хранятся в парковке на кровле или техническом этаже здания. Из парковки в рабочее положение они приводятся устройством переустановки 4 в автоматическом режиме после запуска всей системы. В случае отсутствия достаточного места для парковки аппаратов 3 на кровле или техническом этаже здания аппараты 3 могут храниться удаленно. При удаленном хранении перед началом работы аппараты 3 на вспомогательных тележках доставляются из места хранения к устройству переустановки 4 и устанавливаются в него. Система работает в автоматическом режиме, после ее осмотра, заправки необходимых жидкостей и включения оператором.
Этап A2. Устройство переустановки 4 устанавливает аппарат 3 на первую пару первых направляющих 2 и аппарат 3 начинает движение, производя очистку фасада сверху вниз.
Этап A3. Очистка фасадов производится при помощи вращающихся щеток, размещенных на аппарате 3. Очистка может быть как влажная, так и сухая. При влажной очистке перед работой щетки или группы щеток на поверхность фасада распыляется чистящее средство или вода, после очистки щетками остатки чистящего средства убираются вакуумным способом. Последовательная работа исполнительных механизмов (распылителя, щеток и вакуумного очистителя) происходит при непрерывном перемещении аппарата вдоль первых направляющих 2.
Очистка фасадов от наледи производится сухим способом за счет специальных щеток и/или шнекового очистителя. Для повышения качества удаления наледи с поверхности фасада не допускается образование больших ее объемов и толщин, что должно быть обеспечено за счет наблюдения за фасадами в зимний период и сокращения интервалов между очистками.
Этап A4. После завершения рабочего хода, движения с выполнением очистки, аппарат 3 возвращается вверх к устройству переустановки 4, с исполнительными механизмами, выведенными из контакта с обслуживаемой поверхностью фасада, - совершает холостой ход.
Этап A5. Устройство переустановки 4 захватывает аппарат 3 и перемещает его к следующей паре первых направляющих 2, после чего цикл повторяется.
Этап A6. После того как все сегменты фасада очищены устройство переустановки 4 возвращает аппарат 3 в парковку или положение, в котором он может быть отсоединен от него и доставлен к месту удаленного хранения.
Опционально устройство 4 переустановки аппарата очистки фасада между первыми направляющим может быть сложено, чтобы занимать минимум места в нерабочем состоянии, так как оно имеет привод 46 компактного хранения в сложенном виде устройства переустановки аппарата очистки фасада между первыми направляющими.
Промышленная применимость.
Система для очистки фасадов зданий может быть осуществлена специалистом на практике и при осуществлении обеспечивают реализацию заявленного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения.
В соответствии с предложенным изобретением изготовлен опытный образец системы для очистки фасадов зданий.
Испытания опытного образца системы для очистки фасадов зданий показали, что она позволяет производить автоматическую очистку всей поверхности ограждающих конструкций зданий за счет возможности автоматической переустановки аппарата очистки фасада на разные первые направляющие 2 устройством переустановки 4.
Таким образом, система для очистки фасадов зданий может быть использована для очистки поверхности ограждающих конструкций (фасадов) зданий с наружной и/или внутренней стороны. Система для очистки фасадов зданий может применяться круглогодично, в том числе при отрицательных температурах. Система для очистки фасадов зданий может применяться для удаления наледи с поверхности фасада.