Устройство для безударного разрушения сосулек, наледи на краях крыш зданий
DEVICE FOR SHOCK-FREE DESTRUCTION OF ICICLES AND ICING ON THE EDGES OF THE ROOFS OF BUILDINGS

Изобретение относится к устройствам для удаления сосулек и наледи на краях крыш зданий сооружений.
Известно устройство для безударного разрушения сосулек, наледи на краях крыш зданий, содержащее трубчатое основание с закрепленными на его торцах рабочим органом, который выполнен в виде конусного бура и гидроклина, установленных на поворотном кронштейне, шарнирно соединенным с основанием, ручками для удержания, перемещения трубчатого основания и для управления рабочим органом, автономную гидростанцию и устройства для закрепления трубчатого основания на ограждении корзины автогидроподъемника (см. описание полезной модели к патенту РФ №192554, кл. Е01Н 5/12 «Устройство для безударного разрушения сосулек, наледи на краях крыш зданий», 2019 г.).
Разрушение сосулек, наледи с использованием известного устройства для безударного разрушения сосулек, наледи на краях крыш зданий осуществляется путем поочередного использования двух инструментов: - конического бура, для образования отверстия в теле ледяной сосульки, наледи в месте будущего разлома; - гидроклина, установленного в пробуренное отверстие и воздействующего изнутри на его стенки до образования трещин, разлома наледи и падения ее частей на землю.
При разрушении сосулек, наледи, особенно больших размеров и массой в несколько сотен килограммов, в случаях аварийного (непредвиденного) срыва всей наледи в момент, когда рабочий орган (конусный бур или гидроклин) находится на достаточной глубине (более 30-40 см.) в теле наледи, ледяная глыба (возможно с массой, превышающей грузоподъемность люльки автогидроподъемника в несколько раз), может быть небезопасной для оператора, работающего известным устройством и используемой спецтехники.
Кроме того, на эффективность и безопасность работ с известным устройством для безударного разрушения сосулек, наледи в значительной степени влияет состояние наледи, ее насыщенность водой, однородность, «хрупкость».
Итак, к недостаткам известного устройства для безударного разрушения сосулек, наледи на краях крыш зданий можно отнести невысокую эффективность при разрушении сосулек, наледи «напитанных» водой, «неоднородных по плотности», а также недостаточно высокую безопасность работы при аварийном срыве наледи, сосулек в момент, когда рабочий орган находится глубоко в теле наледи, т.е., «моментальное» разъединение рабочего органа и падающей наледи не гарантируется.
В предложенном изобретении эффективность работы устройства для безударного разрушения сосулек, наледи на краях крыш зданий обеспечивается при любой насыщенности водой и любой плотности разрушаемой ледяной наледи, сосулек, а безопасность оператора и сохранность используемой автовышки в случае аварийного срыва ледяной глыбы, наледи обеспечивается за счет возможности моментального отсоединения части рабочего органа (падающей вместе с ледяной глыбой) от устройства, находящегося в руках оператора.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в устройстве для безударного разрушения сосулек, наледи на краях крыш зданий, содержащем трубчатое основание с закрепленным на его торце рабочим органом и снабженным ручками для управления рабочим органом и удержания устройства, рабочий орган выполнен в виде шинной цепной пилы, плоскость шины которой находится под углом к оси трубчатого основания, торец трубчатого основания со стороны ручек снабжен двигателем, связанным с рабочим органом посредством углового редуктора и вала, расположенного внутри трубчатого основания, причем угловой редуктор скреплен с трубчатым основанием при помощи быстроразъемного соединения. Угол между осью трубчатого основания и плоскостью шины шинной цепной пилы составляет 130-150 градусов, а быстроразъемное соединение содержит втулку, скрепленную с угловым редуктором и охватывающую часть трубчатого основания у его торца, в теле втулки выполнены каналы, перпендикулярные оси втулки с установленными внутри них подпружиненными шариками-фиксаторами, размещенными в кольцевом углублении, выполненном у торца трубчатого основания на его внешней поверхности.
Анализ известных в технике решений не выявил технических решений с заявленной совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о соответствии заявленного изобретения условию патентоспособности «новизна».
Проведенные испытания макетов рабочего органа с угловым редуктором и узлом «быстроразъемного» соединения подтвердили работоспособность, высокую эффективность и безопасность при использовании предложенного устройства для безударного разрушения сосулек, наледи на краях крыш зданий, а именно:
- шинная цепная пила достаточно эффективно разрезает лед любого «качества» и степени насыщенности водой;
- «сплошной рез» обеспечиваемый шинный цепной пилой, позволяет более точно прогнозировать во времени моменты срывов «отрезаемых» кусков наледи;
- угол (130-150 градусов) между осью трубчатого основания и плоскостью шины цепной пилы обеспечивает возможность работы устройства только в случае, когда люлька автоподъемника с оператором находится выше наледи;
- при имитации срыва наледи, «быстроразъемное соединение» срабатывает за время, недостаточное для раскачивания люльки с оператором до опасного состояния.
Таким образом, подтверждается, что заявленное техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость».
Сущность предложенного изобретенгия поясняется схематичными чертежами, где на Фиг. 1 показан вариант работы предложенного устройства для безударного разрушения сосулек, наледи на краях крыш зданий с использованием автомобильного гидроподъемника. На Фиг. 2 - общий вид предложенного устройства в рабочем положении. На Фиг. 3 - узел 1 на Фиг. 2 - быстроразъемное соединение в исходном положении. На Фиг. 4 - общий вид предложенного устройства в состоянии срыва наледи. На Фиг. 5 - узел 11 на Фиг. 4 - быстроразъемное соединение в разделенном состоянии, т.е., при срыве наледи.
Устройство для безударного разрушения сосулек, наледи на краях крыш зданий содержит трубчатое основание 1 с закрепленном на его торце рабочим органом 2, выполненном в виде шинной цепной пилы 3. Часть трубчатого основания, обращенная к оператору, снабжена ручками 4 для удержания устройства и ручкой 5 для управления (включение-выключение) рабочим органом. Плоскость шины 6 шинной цепной пилы 3 находится под углом 130-150 градусов к оси трубчатого основания 1. Торец трубчатого основания 1 со стороны ручек 4 и 5 снабжен двигателем (электродвигателем) 7, выходной вал которого (на Фиг не показан) связан с цепной шинной пилой 3 посредством вала 8, расположенного внутри трубчатого основания 1, и углового редуктора 9. Угловой редуктор 9 скреплен с трубчатым основанием 1 при помощи быстроразъемного соединения 10. Быстроразъемное соединение 10 содержит втулку 11, скрепленную с угловым редуктором 9 и охватывающую часть трубчатого основания 1 у его торца. В теле втулки 11 выполнены каналы 12 перпендикулярные оси втулки 11 с установленными внутри них подпружиненными шариками-фиксаторами 13, размещенными в кольцевом углублении 14, выполненном у торца трубчатого основания 1 на его внешней поверхности. Требуемое усилие «разрыва» быстроразъемного соединения (120 - 150 Н) обеспечивается подбором пружин 15 с соответствующими характеристиками. Торец вала 8, обращенный к угловому редуктору 9 имеет квадратное сечение и свободно входит в квадратное отверстие 16 на входном валу 17 углового редуктора 9. В кольцевом углублении 14 имеются вставки 18 препятствующие возможности поворота втулки 11 относительно трубчатого основания 1. Питание электродвигателя 7 устройства осуществляется от бортовой сети (не показано) автоподъемника.
Устройство для безударного разрушения сосулек, наледи на краях крыш зданий работает следующим образом.
Оператор, обслуживающий устройство для безударного разрушения сосулек, наледи на краях крыш зданий, например, при помощи автогидроподъемника 19 поднимается к наледи 20, сбиваемым сосулькам. За счет значительной длины трубчатого основания 1, а также, за счет того, что трубчатое основание 1 находится под углом 130-150 градусов к плоскости шины 6 шинной цепной пилы 3, которая в рабочем положении горизонтальна, оператор будет находится во время работы выше и на безопасном расстоянии от разрушаемой наледи. Устройство подключается к бортовой сети автогидроподъемника. Шина 6 шинной цепной пилы 3 подводится к разрушаемой наледи 20. Ручкой управления 5 включается электродвигатель 7, а с перемещением устройства, шинной цепной пилой 3 выполняется горизонтальный «сплошной рез» наледи. Куски наледи 20 ниже «сплошного реза» безопасно падают на землю. Шинная цепная пила 3 эффективно разрезает лед любого «качества» и степени насыщенности водой. При этом, нет ударных воздействий на часть наледи, находящуюся выше линии реза, т.е.. срыв всей наледи от указанных воздействий маловероятен. В случае аварийного срыва всей наледи в момент, когда шина 6 шинной цепной пилы 3 находится глубоко в теле наледи 20, происходит «разрыв» быстроразъемного соединения, т.е., основная часть устройство для разрушения наледи остается в руках у оператора, а шинная цепная пила 3 с угловым редуктором 9 и втулкой 11 быстроразъемного соединения 10 падают на землю вместе с наледью 20. При этом динамическое воздействие падающей наледи через устройство на оператора и люльку автогидроподъемника незначительно и приводит лишь к неопасному раскачиванию люльки, т.к., усилие «разрыва» быстроразъемного соединения 11 составляет, как правило, 7 - 10% от грузоподъемности люльки автогидроподъемника. Усилие, воздействующее в момент срыва наледи на шинную цепную пилу 3, угловой редуктор 9 и втулку 11 быстроразъемного соединения 10 перемещает указанные узлы вниз относительно трубчатого основания 1, при этом, подпружиненные шарики-фиксаторы 13, выходят из кольцевого углубления 14 трубчатого основания 1. Квадратное отверстие 16 входного вала 17 углового редуктора 9 беспрепятственно «снимается» с торца вала 8 имеющего квадратное сечение. В абсолютном большинстве случаев, после падения вместе с сорвавшийся наледью, детали устройства не повреждаются или повреждаются незначительно, т.к., при падении наледи (с высоты 10-30 м.) она, как правило, успевает лишь незначительно повернуться и сталкивается на земле с ледяными крошками от ранее упавших кусков наледи таким образом, что втулка 11, угловой редуктор и большая часть шинной пилы 3 находятся сверху упавшей наледи. Для продолжения работы устройство вновь собирается, т.е., части его соединяются быстроразъемным соединением 10. Гарантированная правильность сборки быстроразъемного соединения 10 обеспечивается вставками 18 в кольцевом углублении 14.
В сравнении с аналогом, предложенное устройство для безударного разрушения сосулек, наледи на краях крыш зданий имеет более высокую эффективность, особенно при разрушении наледи значительно «напитанной» водой. Кроме того, предложенное устройство обеспечивает более высокую безопасность работы оператора и сохранность используемых автогидроподъемников при аварийном срыве наледи.