УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СОСУЛЕК С КАРНИЗА КРЫШИ ЗДАНИЯ

Полезная модель относится к проблемам обслуживания жилищно-коммунального хозяйства, а именно к уборке территории, очистке крыш от снега и т.п.
Известно антиобледенительное устройство для крыш, содержащее закрепленный по контакту с краем крыши и расположенный на ее участке или по периметру с образованием замкнутого контура нагревательный трубчатый элемент с вытяжными отверстиями, соединенными с транспортными воздуховодами, воздухозаборники, концы которых размещены в вертикальных каналах здания ниже вытяжных отверстий /см. патент РФ на изобретение №2340746, кл. Е04D 13/076, 2006 [1]/.
Недостатками известного устройства являются значительные энергозатраты, серьезное усложнение конструкции крыши.
Известий также обрушитель сосулек на автомобильном ходу, состоящий из телескопической трубы, смонтированой с блоками управления на шасси автомобиля, на верхнем конце которой размещен на подшипниковой опоре электродвигатель, на валу которого укреплен конический лепестковый обрушиватель, а внутри трубы установлен втягивающий трос-кабель как для втягивания трубы, так и для передачи электропитания, соединенный с системой управления и блоком электропитания /см. патент РФ на изобретение №2187595, кл. Е01Н 5/00, 2001 [2]/.
Недостатками данного устройства являются предельная сложность конструкции, возможность его использования не систематически по мере образования сосулек, а только в критических случаях, невозможность предотвращения самого процесса формирования сосулек, а только их устранение после появления.
Кроме того, известно устройство для удаления сосулек по периметру кровли зданий, включающее черенок с ручками и наконечником и нож, при этом наконечник снабжен подкосом и якорем, закрепленным оттяжками к парапетному ограждению, нож выполнен с консолью, закрепленной на наконечнике, якорь представляет собой изогнутую полосу из водостойкого материала, расположенную на кровле, причем, наконечник, подкос и консоль соединены между собой с возможностью изменения положения ножа /см. патент РФ на изобретение №2194137, кл. Е04D 13/076, 2003 [3]/.
Недостатками данного устройства являются сложность конструкции, трудоемкость эксплуатации с опасностью для человека, низкая эффективность и ограниченные функциональные возможности, что обусловлено ручным характером процесса, необходимостью подъема человека на крышу и его движения в процессе работы вдоль края крыши.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности существенных признаков является устройство для разрушения льда, включающее разрушающий блок, выложенный в виде двух биметаллических пластин в упругой оболочке, соединенных с источником электропитания /cм. патент РФ на изобретение №2193933, кл. В08В 7/02, В64D 15/16, 2000 [4]/, и принятое за прототип.
Недостатками устройства-прототипа являются высокие энергозатраты за счет необходимости создания значительных силовых нагрузок на биметаллических пластинах при их использовании для разрушения сплошного слоя льда путем его вспучивания снизу, ограниченные функциональные возможности вследствие низкой эффективности использования известной конструкции для удаления сосулек из за малых перемещений биметаллических пластин.
Сущность полезной модели заключаетcя в создании предельно простого, эффективного и экономичного устройства для удаления сосулек с карниза крыши здания, обеспечивающего оптимальное преобразование изгибных деформаций биметаллических пластин в поступательные перемещения системы режущих рабочих элементов, полностью перекрывающих зоны возможного образования сосулек при сравнительно малых статических силовых нагрузках на биметалл и минимальном потреблении электроэнергии.
Технический результат - снижение энергозатрат, повышение эффективности устройства и расширение его функциональных возможностей.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном устройстве для удаления сосулек с карниза крыши здания, содержащем две биметаллические пластины, со единенные с источником электропитания, особенность заключается в том, что биметаллические пластины закреплены консольно на стене здания на расстоянии друг от друга вдоль карниза и непосредственно под ним с выступанием свободных концов за кромку карниза так, что активные слои пластин обращены в одну сторону, при этом пластины соединены между собой системой тонких стальных тросов, натянутых параллельно друг другу и кромке карниза по всей длине пластин через заданное шаговое расстояние.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где схематично на фиг.1 показано предлагаемое устройство на виде сверху; на фиг.2 - то же устройство на виде сбоку.
Устройство для удаления сосулек 1 с карниза 2 крыши 3 здания содержит две биметаллические пластины 4, 5, соединенные с источником электропитания /на рисунках не показан/. При этом биметаллические пластины 4, 5 закреплены консольно на стене 6 здания перпендикулярно стене с помощью специальных кронштейнов 7 на расстоянии друг от друга вдоль карниза 2 и непосредственно под ним с выступанием свободных концов пластин 4, 5 за кромку карниза 2 так, что активные слои 8, 9 биметаллических пластин 4, 5 обращены в одну сторону /на фиг.1 активные слои пластин 4, 5 показаны сплошным фоном и обращены вправо при взгляде на здание спереди/. Биметаллические пластины 4, 5 соединены между собой системой тонких стальных тросов 10, 11…, натянутых параллельно друг другу и кромке карниза 2 по всей длине биметаллических пластин 4, 5 через заданное шаговое расстояние. Концы тросов 10, 11… вставлены в сквозные отверстия 12 в пластинах 4, 5 и жестко зафиксированы с обеих сторон пластины путем образования узла с пропайкой. При этом сосульки 1, свисая с наружного края и нижней поверхности карниза 2, размещены в промежутках между тросами 10, 11…. Пластины 4, 5 подключены к источнику электропитания с помощью гибких проводников 13, подпаяных к концам пластин 4, 5 и уложенных в продольные углубления на нижних торцах пластин /на рисунках углубления не показаны/. В устройстве описаны только две биметаллические пластины 4, 5, в действительности же такие пары пластин, оптимальное расстояние между которыми выбирается порядка 2-3 м, могут быть установлена рядом друг с другом либо по всему периметру крыши 3 здания, либо только на опасных участках крыш: над тротуарами, местами скопления людей, над проезжей частью и т.п.
1
2
-6
-6
При этом все пластины 4, 5 подключены к одному источнику электропитания через специальный пульт, позволяющий независимо подключать к одному источнику электропитания любую пластину 4, 5, paсположенную в опасной области образования сосулек 1, либо одновременно все пластины. В предлагаемом устройстве схема такого пульта не приведена, так как такие схемы элементарны, общеизвестны и подробно описаны в литературе. Активные слои 8, 9 биметаллических пластин 4, 5 выполнены из маломагнитной стали с коэффициентом линейного расширения α=(18÷20)·10 I/C, пассивны слои из инвара ЭН36 α=1·10 I/C.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
При включении источника электропитания и последующем нагреве биметаллические пластины 4, 5 изгибаются в положения, показанные на рисунке пунктиром, за счет удлинения тела своих активных слоев 8, 9 и, соответственно, укорочения относительного пассивных слоев. При таком изгибе пластин 4, 5 каждый, из стальных тросов 10, 11… совершает классическое поступательное перемещение параллельно самому себе в положения, также показанные пунктирными линиями /крайний на фиг.1 трос 10 - в положение, показанное крайней пунктирной линией, второй с края трос II - в положение, показанное второй с краю пунктирной линией и т.п./. Шаговое расстояние между тросами 10, 11… и т.д. в исходном положении при заданном угле температурного изгиба биметаллических пластин 4, 5 подбирается, как видно из рисунка, таким образом, что бы, например, трос 10 из исходного состояния смещался в поперечном направлении при деформации пластин 4, 5 дальше исходного положения расположенного рядом с ним троса 11 и т.д. Естественно, что в этом случае все сосульки 1 любой толщины, расположенные в зоне пластин 4, 5 между тросами 10, 11 при тепловой деформации пластин 4, 5 будут срезаться тросами 10, 11…. Очевидно, что усилия, требуемые для такого среза, сосулек 1 их боковым изломом минимальны, соответственно и минимальны энергозатраты устройства. Тем более, что вследствие простоты реализации такого процесса удаления сосулек 1 нет необходимости ждать критической опасной ситуации, когда сосульки достигают значительных поперечных размеров, а можно проводить процесс их удаления профилактически часто, не допуская значительного сосулеобразования.
Предложенное устройство имеет предельно простую конструкцию, характеризуется высокой эффективностью, простотой эксплуатации, широкими функциональными возможностями и минимальным расходом электроэнергии. Устройство исключает необходимость подъема человека на крышу здания, применения специальных сложных транспортных и электромеханических устройств и т.д.