УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО СБРОСА НАЛЕДИ И СОСУЛЕК С КОЗЫРЬКОВ КРОВЛИ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Полезная модель относится к области строительства, в частности к устройству сброса наледи и сосулек с козырьков кровли различных зданий.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Из уровня техники известно устройство для удаления сосулек с кровли крыши здания, раскрытая в RU 110790 U1, опубл. 27.11.2011. Устройство для удаления сосулек с кровли крыши здания, включающее кровлю, на поверхность которой нанесено противообледенительное покрытие полосой вдоль нижней кромки кровли, ширина полосы в зависимости от климатической зоны и наклона крыши определяется значением от 0,1 м до 2,5 м, при этом полоса покрытия может быть нанесена с напуском относительно кровли на величину свисания не менее 2 см вниз от ее нижней кромки, а угол между плоскостью крыши и напуском не превышает значения 180°, отличающееся тем, что часть противообледенительного покрытия, выступающего за кромку кровли, выполнена из материала, обладающего свойством гибкости и упругости, по меньшей мере, при температурах образования наледи и сосулек, при этом с внутренней стороны свисающей части покрытия установлен взаимодействующий с ним консольно закрепленный на здании источник механических колебаний, выполненный в виде вала с эксцентриками и электродвигателем, установленным в подкровельном пространстве крыши здания и оснащенным системой плавного пуска и торможения.
Недостатком раскрытого выше устройства является в первую очередь то, что данное устройство само уже является потенциально опасным, так как имеет большой вес и вращает определенный груз, который влияет на дисбаланс оси устройства, которая в свою очередь будет передавать колебания на консольный крепеж к зданию, от чего есть большая вероятность срыва устройства с первого ненадежного крепежа, что приведет к цепной реакции срыва остальных крепежей по причине разноса конструкции и большого его веса, в дальнейшем приведет к падению всей конструкции. Во вторую очередь это то, что в большинстве зданий имеющих наклонную кровлю пол в чердачном помещении находится примерно на уровне козырька и не представляется возможным установки какого-либо двигателя с ременной передачей к устройству под козырьком. В третью очередь данные электродвигатели подходящие по мощности для вращения устройства нуждаются в высоковольтном питании, что само по себе уже является пожароопасным. В четвертую очередь, устройство имеет множество подвижных, вращающихся и трущихся механических частей, что требует частую инспекцию устройства и постоянное обслуживание на высоте, и производит много шума.
Кроме того, из уровня техники известно устройство для удаления наледи с кровли крыши, раскрытое в US 8689500 B2, опубл. 08.04.2014, прототип.Устройство содержит множество вибрирующих элементов с электродвигателем, закрепленных на внутренней поверхности кровли, источник питания, соединенный с множеством вибрирующих элементов, разнесенных по всей крыше.
Недостатком раскрытого выше устройства является то, что данное устройство рассчитано исключительно для провоцирования схода снежного покрова и только в том случае если наклон крыши это позволяет.При использовании данного устройства есть вероятность, что без сброса наледи с козырька крыши снежный покров может не сойти, по причине препятствию свободного схода снежного покрова из-за затора образовавшегося в виде наледи на козырьках крыши.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Задачей заявленной полезной модели является разработка автоматического устройства сброса наледи и сосулек с козырьков кровли зданий.
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение эффективности сброса наледи и сосулек с козырьков крыш.
Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство сброса наледи и сосулек с козырьков кровли содержит балку из металлосодержащего материала, одна боковая поверхность которой жестко закреплена вдоль внутренней поверхности козырька, низковольтные вибрационные электродвигатели, жестко закрепленные через станину на балке вдоль ее верхней поверхности. При этом станина смещена на 50% своего размера в противоположную сторону от крепления балки к козырьку, а вибрационный электродвигатель через станину жестко закреплен на верхней поверхности балки таким образом, что центральная горизонтальная ось указанного электродвигателя проходит параллельно плоскости второй боковой поверхности балки, а расстояние между смежными станинами составляет 1-1,8 м.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - Вид с торца заявленного устройства, закрепленного на козырьке крыши.
Фиг.2 - Общий вид устройства.
Фиг.3 - Схема расположения последовательно установленных заявленных устройств вдоль металлсодержащей балки, закрепленной на козырьке, проходящем вдоль стены здания.
Фиг.4 - Схема закрепления заявленного устройства на прямом козырьке крыши.
Фиг.5 - Схема закрепления заявленного устройства на козырьке крыши без балки.
Фиг.6 - Схема закрепления заявленного устройства на козырьке крыши, загнутом под углом 90°.
1 - кровля крыши; 2 - балка; 3 - станина; 4 - вибрационный электродвигатель; 5 - козырек; 6 - сосулька; 7 - провод питания.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ работа устройства
Заявленное устройство сброса наледи и сосулек с козырьков кровли (1) содержит балку (2) из металлосодержащего материала, одна боковая поверхность которой жестко закреплена вдоль внутренней поверхности козырька (5), низковольтные вибрационные электродвигатели (4) жестко закрепленные через станину (3) на балке (2) вдоль ее на верхней поверхности. При этом станина (3) закреплена на балке (2) таким образом, что она смещена на 50% своего размера в противоположную сторону от крепления балки (2) к козырьку (5), а вибрационный электродвигатель (4) через станину (3) жестко закреплен на верхней поверхности балки (2) таким образом, что центральная горизонтальная ось указанного электродвигателя (4) проходит параллельно плоскости второй боковой поверхности балки (2), которая не закреплена на поверхности козырька. Станины (3) с вибрационными электродвигателями (4) закреплены на балке (2) таким образом, чтобы расстояние между смежными станинами составляет 1-1,8 м.
В качестве металлсодержащего материала балки (2) применяют сталь, алюминий или другой металл или сплав, имеющие достаточную жесткость для передачи вибрации. Балка (2) имеет площадь поперечного сечения в виде квадрата, прямоугольника, швеллера или Г-образной формы.
Заявленное устройство закрепляется на козырьке (5) или на удлинителе козырька (5), в случае недостаточной длины основного козырька для места крепления заявленного устройства, следующим образом. Балка (2) длиной 2,5-3 м стыкуются торцами и жестко крепятся по всему периметру кровли (1) к козырьку (5) при помощи резьбового соединения (болт-гайка). При этом заранее на балках (2) жестко закреплены через станины (3) вибрационные электродвигатели (4) при помощи резьбового соединения (болт-гайка) при расстоянии 1-1,8 м между смежными станинами (3) по периметру кровли, а станины (3) жестко закреплены при помощи сварки. Каждый вибрационный электродвигатель (4) при пуске создает вибрационную силу 5-20 Кг и питается от провода (7) питания (низковольтное регулируемое питание 5-12 Вольт). Используют вибрационные двигатели, имеющие на оси два маховика со смещенным центром тяжести по отношению к центральному валу двигателя, расположенные с обеих сторон электродвигателя, при этом маховики установлены на одном уровне относительно друг друга, либо вибрационные двигатели с направленной вибрацией. Дополнительно балка (2) в местах установленных вибрационных электродвигателей (4) через ненатянутую расслабленную цепь крепится к зданию или кровле для дополнительной безопасности в качестве страховки в случае обрыва крепежа и падения устройства. Заявленное устройство электропроводкой связано с микроконтроллером, который установлен в влагозащищенном щитке на высоте 3-4 м на стене здания и управляет работой устройства вручную, либо через приложение в смартфоне, планшете или ноутбуке по сети Wi-Fi. Заявленное устройство питается от источника бесперебойного питания. Заявленное устройство может быть закреплено на козырьке в соответствии с вариантами, раскрытыми на фиг.4-6.
Устройство работает следующим образом. Во время таяния снежного покрова на кровле (1) талая вода стекает к козырьку (5) кровли (1), где замерзает от разницы температур кровли (1) и козырька (5). Кровля (1) подогревается теплом здания, а козырек (5) охлаждается холодными воздушными потоками, в результате чего образовывается наледь с сосульками (6). Для сброса наледи и сосулек (6) оператор вручную или через приложение в смартфоне устанавливает настройки по работе заявленного устройства: запуска конкретного вибрационного электродвигателя (4) или группы вибрационных электродвигателей (4), интервалы работы вибрационных электродвигателей (4), для автоматического сброса наледи и сосулек (3) с определенной периодичностью. Затем вручную или через планшет производится пуск на 1-5 секунд вибрационных электродвигателей (4), при вращении маховиков вибрационных электродвигателей (4) появляется основная вибрация в месте крепления электродвигателей. В случае настройки работы заявленного устройства на включение с определенной периодичностью, пуск вибрационных электродвигателей (4) осуществляют на 1-2 секунды с промежутком между пусками 2-4 часа. Основная вибрация передается с вибрационных электродвигателей (4) через станины на балку (2), которая в свою очередь передает вибрацию козырьку (5) или удлинителю козырька (5). Основная вибрация разрушает целостность хрупкого льда на кровле (1) в месте установки вибрационных электродвигателей (4). За счет заявленной установки вибрационных электродвигателей (4) через станины (3), а именно: станина смещена на 50% своего размера в противоположную сторону от крепления балки (2) к козырьку (5), а вибрационный электродвигатель (4) через станину (3) жестко закреплен на верхней поверхности балки (2) таким образом, что центральная горизонтальная ось указанного электродвигателя (4) проходит параллельно плоскости второй боковой поверхности балки (2) возникает волнообразная вибрации козырька (5), которая передается краю кровли (1) по всей длине балки (2), где крепится козырек (5), в результате чего разрушается целостность хрупкого льда и происходит его отделение от козырька и края кровли, и как результат его падение.
За счет заявленной установки вибрационных электродвигателей (4) через станины (3), а именно: станина смещена на 50% своего размера в противоположную сторону от крепления балки (2) к козырьку (5), а вибрационный электродвигатель (4) через станину (3) жестко закреплен на верхней поверхности балки (2) таким образом, что центральная горизонтальная ось указанного электродвигателя (4) проходит параллельно плоскости второй боковой поверхности балки (2), в козырьке (5) возникает основана вибрация в месте крепления вибрационного электродвигателя (4) и волнообразная вибрации, которая распространяется по длине балки (2), что приводит к сбросу наледи и сосулек (6) по всему периметру кровли (1), а не только в месте установки вибрационного электродвигателя (4), что приводит повышение эффективности сброса наледи и сосулек с козырьков крыш.
Выполнение расстояния между смежными станинами менее 1 м не целесообразно, из-за того, что данное расстояние является минимальным, при котором возможно распространение волнообразная вибрации по всей длине участка между смежными станинами, при расстояние более1,8 м происходит затухание волнообразной вибрации и между станинами образуется участок кровли с наледью и сосулькой, из-за отсутствия воздействия волнообразной вибрации.
Заявленное устройство имеет следующие преимущества и отличия от остальных существующих устройств:
1. Простота устройства (состоит из трех основных элементов)
2. Легкий вес устройства (в отличии от других существующих устройств)
3. Нет постоянных энергетических затрат (нет нужды в постоянном питании)
4. Нет причинения порчи и разрушения кровли (в отличие от других способов)
5. Надежность и износостойкость устройства (нет подвижных механических частей)
6. Нет постоянных финансовых затрат на замену износившихся элементов
7. Нет опасности возгорания (низковольтное питание, система защиты от к/з)
8. Нет нужды в постоянном обслуживании (при правильной установке)
9. Вся система может быть полностью автоматизирована (управление контроллером)
10. Нет нарушения эстетики здания (устройство прячется под козырьком)
11. Универсальность устройства (возможность установки к любому типу козырька)
12. Безопасность выполнения сброса (весь процесс контролируется на расстоянии)
13. Нет нужды выполнять сложную и опасную работу непосредственно на крыше.
14. Скорость выполнения сброса наледи (несколько минут на обслуживание одного здания по сбросу наледи и сосулек со всех сторон здания)
15. Полный контроль и выбор времени для планированного сброса наледи и сосулек
16. В случае отсутствия электричества в здании, есть возможность задействовать резервное питание (достаточно одного аккумулятора на 12V средней емкости)
17. При сбросе наледи есть вероятность провоцирования схода снежного покрова.
Полезная модель была раскрыто выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления полезной модели, не меняющие его сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно, полезную модель следует считать ограниченным по объему только ниже следующей формулой изобретения.