УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СОСУЛЕК С КРОВЛИ ЗДАНИЙ

Полезная модель относится к области строительства, в частности к устройствам для удаления сосулек с кровли зданий.
Проблема борьбы с сосульками и наледью, образующимися на кровле зданий в зимний период времени в нашем регионе существует уже давно. На сегодняшний день на вновь строящихся многоэтажных зданиях эта проблема решается за счет современной конструкции кровли, не допускающей значительного образования сосулек и наледи. Однако, в случае домов сложившейся застройки проблема эффективного контролируемого удаления наледи и сосулек со свесов кровли, несмотря на многочисленные предлагаемые ранее устройства, существует и пока кардинально не решена.
Принятая сегодня система уборки снега, наледи и сосулек с крыш зданий с привлечением бригад промышленных альпинистов имеет существенные недостатки:
- плановое обслуживание кровель не гарантирует своевременность удаления опасных наледей и сосулек;
- высокая квалификация исполнителей и, как следствие, дороговизна работ;
- высокая опасность проведения работ для исполнителей;
- высокая вероятность повреждения находящихся в зоне падения сосулек элементов здания - карнизов, балконов, наружной рекламы и т.п.;
- высокая вероятность травматизма для находящихся вблизи зоны проведения работ людей и повреждения элементов уличного благоустройства от осколков, разбивающихся при падении масс льда;
- повреждение кровельного покрытия в ходе проведения работ при использовании ручного инструмента для сколки льда.
Помимо уборки снега, наледи и сосулек с крыш зданий, сегодня также применяются профилактические методы и технологии борьбы с сосульками, препятствующие образованию наледи и сосулек - теплоизоляция чердаков и кровель, реконструкция кровель и водостоков, применение антиобледенительных покрытий кровель, нагрев кромок кровель и водостоков и методы, с помощью которых сосульки и наледь фактически удаляются со свесов кровли - с помощью перегретого пара, электрических импульсов, ультразвука или с помощью механических устройств.
Однако все эти технологии имеют недостаточную эффективность и технологичность, что вместе с экономической целесообразностью их использования не позволяют широко применять их в жилищно-коммунальном хозяйстве.
Существут группа устройств для удаления сосулек с кровли зданий, перемещаемых вдоль карниза крыши.
Известно приспособление для удаления наледей со свесов кровли, включающее систему тросов и скалывающее приспособление, свободно перемещающееся по ним с помощью тяги (RU 2096567 С1, 20.11.2002).
Известно устройство "Конический лепестковый обрушиватель сосулек", которое с помощью выдвигающейся телескопической трубы, смонтированной на шасси автомобиля, подводится к кромке крыши с нависающими сосульками и после включения электропривода разрушает их (RU 2187595 С1, 20.08.2002).
Известно устройство для удаления сосулек с крыш домов, смонтированное на автомашине, и состоящее из подъемника, телескопической штанги, на конце которой закреплен рабочий орган (RU 2306383 С1, 20.09.2007).
Основными недостатками таких устройств для удаления сосулек с кровли зданий, независимо от типа конструкции, являются:
- низкая эффективность из-за обледенения направляющих, по которым перемещается скалывающее устройство;
- трудоемкость использования;
- повышенная угроза безопасности работающего;
- практическая сложность или невозможность использования для высотных зданий.
Кроме того существует группа устройств для удаления сосулек с кровли зданий, устанавливаемые стационарно с креплением на стене или карнизе здания.
Известно устройство для удаления снега и льда с карнизного свеса крыши в виде свисающего с кромки кровли упругого элемента, выполненного в поперечном сечении в виде контура каплевидной формы, обеспечивающее самосброс снежного надува, что затрудняет образование сосулек (RU 2044851 С1, 27.09.1995).
Известно устройство для удаления льда с карнизов крыш зданий и сооружений, включающее источник механических импульсов и взаимодействующий с ним упругий элемент в виде волновода из металлических профилей, закрепленных вдоль карниза крыши (RU 2169245 С2, 20.06.2001).
Известно устройство для удаления сосулек со свесов кровли здания, включающее сбивающий орган, трос, систему поворотных блоков и направляющую, закрепленную на стене здания вдоль кровли и выполненную в виде трубы, внутри которой при помощи троса перемещается суппорт с установленным на нем сбивающим органом. В качестве привода применяется ручная или электрическая лебедка (RU 2209905 С1, 10.08.2003).
Известно устройство для взлома сосулек (принятое за прототип), включающее закрепленные на здании источники механических колебаний (вибраторы), выполненные в виде электродвигателей, и взаимодействующий с ним волновод в виде упругого (гибкого) элемента из, например, уголкового или иного вида профилей. Упругий элемент закреплен одной стороной на кромке кровли здания, а другая, консольная сторона, содержит взаимодействующие с ней источники механических колебаний, при этом закрепленная сторона волновода выполнена с возможностью организации стока талой воды по ней с защищаемой кровли. Внутренняя сторона профильной консоли предпочтительно содержит направляющие для движения по ним источника механических колебаний, причем последний выполнен с возможностью возвратного движения по направляющим (RU 85518 U, 10.08.2009).
Основными недостатками таких устройств включая и прототип, независимо от типа конструкции, являются:
- сложность конструкции из-за наличия нескольких источников механических колебаний;
- сложность монтажа;
- низкие надежность и долговечность работы устройств;
- неизбежные различного рода повреждения кровли здания;
- неконтролируемое обрушение сосулек, что может привести к травмам людей, находящихся в данное время около здания;
- достаточно высокая стоимость, обусловленная сложностью конструкции и сложностью монтажа.
Задачей полезной модели является создание устройства для эффективного контролируемого удаления наледи и сосулек со свесов кровли.
Техническим результатом предложения является:
- высокая степень безопасности применения устройства для прохожих и транспорта ввиду контролируемости процесса удаления сосулек с кровли здания;
- периодическое кратковременное включение устройства не вызывает дискомфортного шума, не оказывает вредного воздействия на здоровье и не ухудшает условия проживания для жителей домов;
- устройство экологически безопасно, так как не содержит в конструкции опасных материалов и не выделяет в процессе работы опасные вещества;
- устройство компактно, практически не заметно на фасаде здания и не меняет архитектурного облика зданий;
- небольшие эксплуатационные затраты, кроме того техническое обслуживание устройства проводится в начале и в конце зимнего периода.
Технический результат достигается тем, что устройство для удаления сосулек, содержит вибрационный элемент, закрепленный с помощью гибких подвесок под свесом кровли вдоль линии образования сосулек, и блок приводного механизма, при этом вибрационный элемент, выполнен в виде корпуса, с размещенным внутри него гибким валом с грузами, соединенным с приводным механизмом, причем на одной стороне корпуса закреплен концевой узел, ограничивающий осевое перемещение гибкого вала, а с другой стороны корпус закреплен в блоке приводного механизма.
Корпус выполнен из круглой гибкой износостойкой трубы с упругими стенками с сечением условного прохода 20-30 мм.
Вал может быть выполнен проволочным, а грузы могут быть закреплены на валу с шагом 1000-1200 мм.
Устройство может крепится с помощью гибких подвесок под свес кровли на расстоянии 50-80 мм, повторяя ее изгибы, а шаг крепления гибких подвесок с вибрационным элементом составляет 1000-1200 мм.
Блок приводного механизма может быть закреплен на наружной стене здания, в подкровельном пространстве или на кровле здания.
Устройство может быть снабжено пультом дистанционного управления. Устройство может быть снабжено автоматическим выключателем в цепи подключения к электрической цепи здания.
На фиг.1 представлена кинематическая схема устройства.
На фиг.2 - схема смещения корпуса вибрационного элемента при ударном воздействии гибкого вала.
На фиг.3 - схема упругих деформаций стенок корпуса вибрационного элемента вследствие движения гибкого вала.
Устройство для удаления сосулек, содержит вибрационный элемент, закрепленный с помощью гибких подвесок 1 под свесом кровли 2 вдоль линии образования сосулек, и блок Приводного механизма 3, при этом вибрационный элемент, выполнен в виде корпуса 4, с размещенным внутри него гибким валом 5 с грузами, соединенным с блоком приводного механизма 3, причем на одной стороне корпуса закреплен концевой узел 6, ограничивающий осевое перемещение гибкого вала 5, а с другой стороны корпус 4 закреплен в блоке приводного механизма 3.
Корпус 4 выполнен из круглой гибкой износостойкой трубы с упругими стенками с сечением условного прохода 20-30 мм.
Вал 5 может быть выполнен проволочным, а грузы могут быть закреплены на валу с шагом 1000-1200 мм.
Устройство может крепиться с помощью гибких подвесок 1 под свес кровли 2 на расстоянии 50-80 мм, повторяя ее изгибы, а шаг крепления гибких подвесок 1 с вибрационным элементом составляет 1000-1200 мм.
Блок приводного механизма 3 может быть закреплен на наружной стене здания, в подкровельном пространстве или на кровле здания.
Устройство может быть снабжено пультом дистанционного управления (на чертеже не показано).
Устройство может быть снабжено автоматическим выключателем в цепи подключения к электрической цепи здания (на чертеже не показано).
При вращении гибкого вала внутри корпуса вибрационного элемента вал начинает описывать "круговые" Движения, ограниченные внутренней поверхностью корпуса, с угловой скоростью, близкой к угловой скорости вращения вала приводного механизма. При этом возникают быстрые и малые по величине разнонаправленные смещения участков корпуса вибрационного элемента вследствие ударного воздействия гибкого вала на локальные области корпуса (фиг.2). Кроме того возникают разнонаправленные колебания корпуса вибрационного элемента вследствие цикличного изменения положения центра тяжести конструкции (линейные вибрации), разнонаправленная динамическая упругая продольная деформация корпуса вибрационного элемента вследствие спирального распределения воздействия вращающегося гибкого вала на стенки корпуса (динамическое продольное изгибание и скручивание), быстрые и малые по величине упругие деформации стенок корпуса вибрационного элемента вследствие ударного воздействия гибкого вала (сжатие/расширение корпуса) (фиг.3).
Таким образом, эффективность такого вибрационно-ударного механизма определяется способом крепления корпуса вибрационного элемента к свесу кровли (гибкие подвески); степенью продольной гибкости (подвижности) корпуса вибрационного элемента; упругой эластичностью стенок корпуса вибрационного элемента; внутренними размерами сечения корпуса вибрационного элемента; удельной массой корпуса вибрационного элемента; диаметром и удельной массой гибкого вала; скоростью вращения гибкого вала.
При образовании наледи на свесе кровли корпус вибрационного элемента вмерзает в лед у основания сосулек. При кратковременном включении устройства на 10-15 сек. колебания корпуса приводят к контролируемому (управляемому) разрушению льда и обрушению наледи и сосулек. Таким образом, самопроизвольного обрушения сосулек под действием критического веса льда и других неконтролируемых факторов не происходит. Включенное устройство является источником незначительного шума, воздействие которого кратковременно и незаметно на фоне дневного уличного городского шума.