УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБРОСА СНЕГА И ЛЬДА С КРАЯ КРОВЛИ

Полезная модель относится к строительству жилых и производственных зданий, исключающих опасность схода с крыши снега и льда, а также падения сосулек значительных размеров.
Известно устройство для предотвращения падения крупных сосулек, наледи и снега с выступающих деталей крыш, содержащее листообразное гибкое и упругое тело, выступающее за кромку крыши и выполненное с возможностью задержания на своей поверхности наледи и снега /см. патент РФ на полезную модель №90823 кл. E04D 13/076, 2009 [1]/.
Недостатком известного устройства является опасность накопления на выступающем упругом теле значительных масс снега, льда и сосулек вследствие возможности их самопроизвольного обрушения.
Известны также устройства для сброса снега и льда с края крыши, включающие выступающую за кромку кровли здания упругую полосу, соединенную либо с источником механических колебаний, выполненным в виде закрепленного на здании вала с электродвигателем и эксцентриками /см. патент РФ на полезную модель №110790, кл. E04D 13/076 [2], либо с источником механических импульсов и вибраций в виде передвижного вибратора, соединенного с вибропроводом, состоящим из набора горизонтальных и вертикальных металлических стершей /см. патент РФ на полезную модель №110789, кл. E04D 18/064, 2010 [3], либо с источником механических импульсов, взаимодействующих с волноводами, выполненных из профильных конструкций, закрепленных с напуском относительно кромки кровли /см. патент РФ на полезную модель №90450, кл. E01C 11/24, 2009 [4]/.
Недостатками всех известных устройств является предельная сложность конструкций вследствие необходимости использования специальных вибро-импульсных возбудителей, вибропроводов и волноводов, значительные энергозатраты, низкие эксплуатационные характеристики устройств из-за отсутствия возможности автоматизации процесса сброса сосулек, льда и снега с края кровли, причем, на начальной стадии их образования без создания опасности для расположенных внизу людей и объектов.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности существенных признаков является устройство для удаления снега и льда с края кровли здания, содержащее шарнирно прикрепленный к свесу кровли поворотный сбивающий орган, выполненный составным из шарнирно соединенных полос, при этом полоса, примыкаюшая к свесу кровли, снабжена со стороны свеса бойком, а с противоположной стороны -- кронштейном соединенным с тросом, перекинутым через блок /см. а.с. СССР №1188288, кл. E04D 13/06, 1982, [5]/,и принятое за прототип.
Недостатками устройства-прототипа являются ручной характер процесса сброса снега и льда со свеса кровли при полной отсутствии и автоматизации процесса, и, как следствие - опасность скопления на свесе кровли значительных масс снега, льда и сосулек значительных размеров и их самопроизвольного обрушения, значительная трудоемкость процесса сброса, отсутствие возможности сброса осадков на начальной стадии их образования.
Сущность полезной модели заключается в создании конструкции устройства, обеспечивающего автоматический сброс льда, снега и сосулек с края кровли здания без участия человека периодически при достижении весом данных отложений предельно допустимых значений с точки зрения опасности при их обрушении.
Технический результат - улучшение эксплуатационных характеристик устройства, за счет полной автоматизации процесса сброса льда, снега и сосулек с края кровли.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели заключается в том, что в известном устройстве для сброса снега и льда с края кровли здания, включающем шарнирно прикрепленную к краю кровли поворотную полосу, особенность заключается в том, что полоса оперта своей средней частью на установленный над ней на стене здания кронштейн, при этом между полосой и кронштейном введена сферическая хлопающая мембрана с жестким центром и заданным усилием срабатывания в процессе нарастания нагрузки, выбираемым равным допустимому весу скапливающегося на полосе снега и льда, обращенная к полосе своей выпуклой стороной и прикрепленная к последней верхней поверхностью жесткого центра, а к кронштейну - с помощью резьбовой втулки, снабженной кольцевой гайкой для зажатия мембраны по ее наружнему контуру и осевым упором для его ударного взаимодействия с нижней поверхностью жесткого центра при срабатывании мембраны.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где схематично на виде на здание сбоку с разрезом показано предлагаемое устройство.
Устройство для сброса слоя 1 льда и снега, а также сосулек 2 с края кровли 3 здания 4 содержит шарнирно прикрепленную к краю кровли 3 поворотную легкую полосу 5 с возможностью ее свободного поворота, выполненную из тонкого металла /жести/ или толстого пластика. Шарнир 6 выполнен в виде параллельного кромке кровли 3 прямого эластичного шва из прорезиненной высокопрочной ткани, применяемой, например, для изготовления шкивов, конвейерных лент и т.п. Полоса 5 оперта своей средней частью на установленный под ней на стене 7 здания 4 кронштейн 6, при этом между полосой 5 и кронштейном 8 введена сферическая хлопающая мембрана 9 с жестким центром 10 и заданным усилием срабатывания в процессе нарастания нагрузки, выбираемым равным допустимому весу скапливающегося на полосе 5 снега, льда 1 и сосулек 2. Мембрана 9 обращена к полосе 5 своей выпуклой стороной и прикреплена к последней верхней поверхностью жесткого центра 10. Последний выполняют в известных типах хлопающих мембран /см., например, Л.Е. Андреева ”Упругие элементы приборов”, М., 1962, стр. 308, 311-315 [6]/ приваркой к металлической мембране 9 по центру с двух сторон жестких металлических дисков. Крепление центра 10 к металлической полосе 5 также выполняют точечной сваркой, а в случае пластиковой полосы 5 - приклеиванием. Крепление хлопающей мембраны 9 к кронштейну 8 осуществлено с помощью втулки 11 с внутренней резьбой, зафиксированной на кронштейне 8 винтами 12. При этом наружный, отогнутый горизонтально контур мембраны 9 - буртик - вставлен в проточку в верхней части втулки 11 и зажат кольцевой гайкой 13/см., например, С.Л. Пономаров, Л.Е. Андреева ”Расчет упругих элементтов машин и приборов”, М., 1980, стр. 249-252 [7] Резьбовая втулка 11 также снабжена упором 14 в виде резьбового диска с цилиндрическим осевым выступом, ввернутого внутрь втулки 11 и предназначенного для ударного взаимодействия мембраны 9 при срабатывания с нижней поверхностью жесткого центра 10. Под предельно допустимым весом осадков /слоя 1 льда, снега и сосулек 2/,скапливающихся на полосе 5,имеется ввиду примерно такой их вес, который при падении на землю не представляет опасности для людей и объектов, то есть рассыпаясь в виде мелких осколков, крошек и т.п. Естественно, понятие ”допустимый вес” сугубо приблизительно, поэтому практический подбор хлопающей мембраны 9 с требуемыми значениями конструктивно-технологических параметров [6, 7], обеспечивающими усилие ее срабатывания, равное допустимому весу скапливающихся осадков, не представляет сложности. При нагружении сферической мембраны 9 силами с выпуклой ее стороны [6, 7] сначала характеристика /прогиб/ мембраны монотонна, но при некотором критическом давлении /усилии срабатывания/ мембрана релейно скачком теряет устойчивость, и также релейно увеличивает свой прогиб, то есть происходит ”хлопок” мембраны/. При разгрузке мембраны 9 такой же ”хлопок” происходит в обратную сторону, но при меньшем давлении, то есть мембрана при частичном снятии с нее нагрузки автоматически восстанавливает свое исходное состояние, причем, процесс ”хлопка” сопровождается щелчком.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
При отсутствии осадков 1, 2 на полосе о мембрана 9 находится в исходном состоянии с максимальной выпуклостью вверх и имеет полусферическую форму. При постепенном увеличении веса осадков 1, 2 происходит плавная линейная деформация мембраны 9, и, соответственно, плавный наклон с поворотом вокруг шарнира 6 полосы 5. И, наконец, при достижении весом осадков 1, 2 предельно допустимой величины, равной усилию срабатывания мембраны 9,последняя релейно ”хлопает” вниз, увлекая за собой полосу 5,поворачивчмвающуюся вокруг шарнира 6. Осевой упор 14 заранее отрегулирован так, что при ”хлопке” происходит соударение с ним нижней части жесткого центра 10 мембраны 9.При этом соударении происходит автоматический сброс слоя 1 снега и льда и сосулек 2 с полосы 5,или хотя бы их части. В результате этого происходит полная или частичная разгрузка полосы с и мембраны 9, что автоматически приводит /см. [6], стр. 312, Фиг. 166 / к обратному ”хлопку” мембраны 9 в исходное состояние. При повторном увеличении нагрузки на мембрану 9 за счет увеличения веса осадков 1,2 происходит повторный ”хлопок”, и т.д. Оптимальным вариантом настройки устройства является такой, когда ”хлопки” происходят периодически и довольно часто при сравнительно малом весе осадков на полосе 5. Это позволит удалять слой 1 снега и льда и сосулек 2 на начальной стадии их образования, не давая им вырасти до значительных размеров, причем, при полном отсутствии опасности для расположенных внизу людей и объектов.
Устройство полностью автоматизировано, полностью исключает участие человека, просто и надежно в работе, полность исключает опасность накопления и обрушения значительной массы осадков, универсально и может быть использовано в любых типах крыш.