RU159380U1

RU159380U1 - FUNNEL

Info

Publication number: RU159380U1
Application number: RU2015130990/03U
Authority: RU
Inventors: Серик Хабибович Бегишев; Александр Павлович Кречетович; Вячеслав Викторович Николаев; Леонид Владимирович Петрусев
Original assignee: Серик Хабибович Бегишев; Александр Павлович Кречетович; Вячеслав Викторович Николаев; Леонид Владимирович Петрусев
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2016-02-10

Abstract

1. Воронка, характеризующаяся тем, что выполнена из металла и содержит противообледенительное покрытие, выполненное в виде полос, установленных по периметру её верхнего края, при этом по меньшей мере одна полоса закреплена на наружной поверхности и по меньшей мере одна полоса закреплена на внутренней поверхности, причем ширина каждой полосы составляет не менее 15 мм, при этом противообледенительное покрытие выполнено из материала с адгезией ко льду меньше 0,5 МПа.2. Воронка наружной водосточной трубы, характеризующаяся тем, что противообледенительное покрытие закреплено с помощью крепежных элементов.1. A funnel, characterized in that it is made of metal and contains an anti-icing coating made in the form of strips installed along the perimeter of its upper edge, with at least one strip fixed to the outer surface and at least one strip fixed to the inner surface, moreover, the width of each strip is at least 15 mm, while the anti-icing coating is made of a material with adhesion to ice less than 0.5 MPa. The funnel of the outer drainpipe, characterized in that the anti-icing coating is fixed with fasteners.

Description

Полезная модель относится к области строительства и реконструкции зданий и сооружений, в частности, к конструкциям воронок наружных водосточных труб.The utility model relates to the field of construction and reconstruction of buildings and structures, in particular, to the construction of funnels of external drainpipes.

Водосточная система обеспечивает сбор и транспортировку дождевой и талой воды с поверхности кровли по водосточным желобам к приемным воронкам и далее - в водосточные трубы.The gutter system provides for the collection and transportation of rain and melt water from the roof surface along the gutters to the receiving funnels and then to the gutters.

Для обеспечения нормального функционирования водосточной системы здания в зимний период на первый план выходит проблема борьбы с обледенением отдельных водоотводных элементов, в частности водоприемной воронки водосточной трубы.To ensure the normal functioning of the drainage system of the building in the winter, the problem of combating icing of individual drainage elements, in particular the drainage funnel of the drainpipe, comes to the fore.

Конструкция воронки наружной водосточной трубы обычно представляет собой коническую обечайку, на которой со стороны приемного отверстия жестко закреплена цилиндрическая обечайка, а со стороны сливного (выпускного) отверстия - сливной патрубок, с помощью которого воронка устанавливается в водосточной трубе.The design of the funnel of the outer drain pipe is usually a conical shell, on which a cylindrical shell is rigidly fixed on the side of the inlet opening, and a drain pipe, with which the funnel is installed in the drain pipe, is rigidly fixed on the side of the drain (outlet) opening.

Известна обогреваемая воронка для наружного водостока (патент РФ №2305734, МПК E04D 13/04, опубл. 10.09.2007 г.), состоящая из корпуса, боковая поверхность которого может быть выполнена в виде поверхности усеченного конуса (конусной обечайки), присоединенного в зоне его выпускного отверстия к водоотводящему патрубку, и нагревательного элемента, при этом край корпуса, ограничивающий выпускное отверстие, выполнен со снабженной нагревательным элементом, по меньшей мере, одной канавкой для сбора талой воды и отходящим от нее патрубком. В зоне верхнего большего отверстия корпус воронки наружного водостока может быть снабжен ободом (цилиндрической обечайкой). Кроме того, корпус воронки может быть выполнен в форме четырехгранной усеченной пирамиды. Воронка может быть выполнена из полимерного материала. Известная конструкция воронки направлена на повышение эксплуатационной надежности. Однако использование данной конструкции требует значительного потребления электроэнергии, необходимой для обогрева воронки. Кроме того, известное техническое решение обладает повышенной опасностью в случае возможного сбоя в работе электрической схемы, что может привести к короткому замыканию. А выполнение всей воронки из полимерного материала может привести к ее деформации и выходу из строя всей водосточной трубы.Known heated funnel for an external drain (patent RF №2305734, IPC E04D 13/04, publ. 09/10/2007), consisting of a housing, the side surface of which can be made in the form of a surface of a truncated cone (conical shell), attached in the zone its outlet to the drain pipe, and the heating element, while the edge of the housing, limiting the outlet, is made with a heating element, at least one groove for collecting melt water and a branch pipe departing from it. In the area of the upper larger hole, the funnel body of the external drain can be equipped with a rim (cylindrical shell). In addition, the funnel body can be made in the form of a tetrahedral truncated pyramid. The funnel can be made of polymeric material. The known design of the funnel is aimed at improving operational reliability. However, the use of this design requires significant energy consumption, necessary for heating the funnel. In addition, the known technical solution has an increased danger in the event of a possible malfunction of the electrical circuit, which can lead to a short circuit. And the implementation of the entire funnel of polymeric material can lead to its deformation and failure of the entire drainpipe.

Известна водосточная наружная система (патент РФ №2226596, МПК E04D 13/064, опубл. 10.04.2004 г.), содержащая водоприемную воронку, вся внутренняя поверхность которой покрыта гидроизолирующим материалом, например, полимерной пленкой или мастикой. Однако гидроизолирующие материалы по своим свойствам не уменьшают образование наледи, поскольку не снижают адгезию льда к поверхности воронки. Основным предназначением гидроизолирующих материалов является герметизация - защита поверхности от влаги. Кроме того, внешняя сторона воронки подвержена обледенению, что может привести к деформации и механическим повреждениям конструкции, а, следовательно, и к выводу из строя водосточной трубы, что может привести к образованию представляющих опасность наледей и сосулек на кромке крыши.Known gutter external system (RF patent No. 2226596, IPC E04D 13/064, publ. 04/10/2004) containing a water intake funnel, the entire inner surface of which is covered with a waterproofing material, for example, a polymer film or mastic. However, waterproofing materials in their properties do not reduce the formation of ice, since they do not reduce the adhesion of ice to the surface of the funnel. The main purpose of waterproofing materials is sealing - protecting the surface from moisture. In addition, the outside of the funnel is subject to icing, which can lead to deformation and mechanical damage to the structure, and, consequently, to the failure of the drainpipe, which can lead to the formation of dangerous icing and icicles on the edge of the roof.

Известна водосточная система (патент РФ №2435004, МПК E04D 13/04, опубл. 27.11.2011 г.), в состав которой входит воронка водосточной трубы, внутренняя поверхность которой покрыта антиобледенительным составом. Кроме того, воронка может быть выполнена из материала с низкой теплопроводностью. Такое выполнение позволяет снизить образование наледей на воронке. Однако в данной конструкции наружная поверхность воронки остается незащищенной антиобледенительным составом, что допускает высокую вероятность налипания снега на ней с последующим образованием наледи. А выполнение всей воронки из материала с низкой теплопроводностью - из пластика - приведет к тому, что при необходимости замены воронок в действующих водостоках из-за большого разнообразия размеров и форм воронок зачастую потребуется конструктивная доработка самих воронок, оснастки для изготовления пластиковых воронок, прочих частей водосточной системы, например, применение дополнительных переходных элементов для возможности установки данных воронок, что приведет к значительному удорожанию и снижению эксплуатационной надежности.Known gutter system (RF patent No. 2435004, IPC E04D 13/04, publ. 11/27/2011), which includes a drain funnel, the inner surface of which is covered with an anti-icing compound. In addition, the funnel can be made of a material with low thermal conductivity. This embodiment allows to reduce the formation of ice on the funnel. However, in this design, the outer surface of the funnel remains unprotected with an anti-icing composition, which allows a high probability of snow sticking to it with the subsequent formation of ice. And the implementation of the entire funnel of a material with low thermal conductivity - of plastic - will lead to the fact that if it is necessary to replace the funnels in the existing drains due to the wide variety of sizes and shapes of the funnels, constructive refinement of the funnels themselves, equipment for making plastic funnels, other parts of the drain systems, for example, the use of additional transition elements for the possibility of installing these funnels, which will lead to a significant increase in cost and a decrease in operational reliability.

В качестве технического решения (прототипа), наиболее близкого по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению, предлагается воронка водосточной трубы, являющаяся элементом наружной водоотводящей системы, входящей в состав устройства для удаления льда и снега с крыши (патент РФ №2532048, МПК E04D 13/076, опубл. 27.10.2014). Известная воронка наружной водосточной трубы содержит антиобледенительное (противообледенительное) покрытие из тонколистового материала, при этом полость между внутренней стороной антиобледенительного покрытия и внешней стороной (наружной поверхностью) воронки частично или полностью заполнена герметизирующим пористым теплоизоляционным материалом, имеющим прочный контакт с соприкасающимися с ним поверхностями. Таким образом, антиобледенительное покрытие жестко закреплено к наружной поверхности воронки. Известное техническое решение направлено на упрощение монтажа антиобледенительного покрытия на внешней поверхности воронки за счет применения герметика (монтажной пены), который, затвердевая, обеспечивает жесткое закрепление покрытия. Дополнительно с целью фиксации положения покрытия на внешней стороне (наружной поверхности) воронки и облегчения установки покрытия на воронке антиобледенительное покрытие в верхней части может огибать с внутренней стороны вертикальную стенку воронки. Однако вследствие того, что антиобледенительное покрытие установлено только на внешней стороне (наружной поверхности) воронки, известное техническое решение не обеспечивает защиту внутренней стороны (внутренней поверхности) воронки от образования наледи, что снижает эксплуатационную надежность конструкции, т.к. обледенение внутренней поверхности воронки может привести к образованию ледяных пробок, затруднению эксплуатации, деформации и разрушению воронки, следовательно, и к выходу из строя всей водосточной системы в целом. Следует отметить, что отгиб, выполненный с целью фиксации положения антиобледенительного покрытия на внешней стороне воронки, не обеспечивает противообледенительную защиту внутренней поверхности воронки.As a technical solution (prototype), the closest in the set of essential features to the claimed technical solution, a drain pipe funnel is proposed, which is an element of the external drainage system that is part of the device for removing ice and snow from the roof (RF patent No. 2532048, IPC E04D 13 / 076, publ. 10/27/2014). The known funnel of the outer drainpipe contains an anti-icing (de-icing) coating of sheet material, while the cavity between the inner side of the icing cover and the outer side (outer surface) of the funnel is partially or completely filled with a sealed porous heat-insulating material that has strong contact with surfaces in contact with it. Thus, the anti-icing coating is rigidly fixed to the outer surface of the funnel. The known technical solution is aimed at simplifying the installation of the anti-icing coating on the outer surface of the funnel through the use of sealant (mounting foam), which, when hardened, provides a rigid fixation of the coating. Additionally, in order to fix the position of the coating on the outer side (outer surface) of the funnel and to facilitate the installation of the coating on the funnel, the anti-icing coating in the upper part can bend around the vertical wall of the funnel from the inside. However, due to the fact that the anti-icing coating is installed only on the outer side (outer surface) of the funnel, the known technical solution does not protect the inner side (inner surface) of the funnel from ice formation, which reduces the operational reliability of the structure, because icing of the inner surface of the funnel can lead to the formation of ice plugs, difficulty in operation, deformation and destruction of the funnel, and therefore to failure of the entire drainage system as a whole. It should be noted that the bend made to fix the position of the anti-icing coating on the outside of the funnel does not provide anti-icing protection of the inner surface of the funnel.

Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении эксплуатационной надежности воронки наружной водосточной трубы за счет предотвращения обледенения как наружной, так и внутренней поверхности воронки.The technical result, which is achieved by the claimed utility model, is to increase the operational reliability of the funnel of the outer drain pipe by preventing icing of both the outer and inner surfaces of the funnel.

Указанный технический результат достигается тем, что воронка выполнена из металла и содержит противообледенительное покрытие. Противообледенительное покрытие выполнено в виде полос, установленных по периметру верхнего края, вдоль верхней кромки воронки. По меньшей мере, одна полоса противообледенительного покрытия закреплена на наружной поверхности воронки. По меньшей мере, одна полоса противообледенительного покрытия закреплена на внутренней поверхности воронки. Ширина каждой полосы составляет не менее 15 мм. Противообледенительное покрытие выполнено из материала с адгезией ко льду меньше 0,5 МПа.The specified technical result is achieved in that the funnel is made of metal and contains an anti-icing coating. The anti-icing coating is made in the form of strips installed around the perimeter of the upper edge, along the upper edge of the funnel. At least one strip of anti-icing coating is fixed to the outer surface of the funnel. At least one strip of anti-icing coating is fixed on the inner surface of the funnel. The width of each strip is at least 15 mm. The anti-icing coating is made of a material with adhesion to ice of less than 0.5 MPa.

Для упрощения монтажа и повышения надежности закрепление полос противообледенительного покрытия может быть выполнено с помощью крепежных элементов.To simplify installation and increase reliability, fixing the anti-icing strips can be done using fasteners.

Установка противообледенительного покрытия по периметру верхнего края (вдоль верхней кромки) воронки, как на внутренней поверхности, так и на наружной поверхности воронки, выполненного в виде полос шириной не менее 15 мм, из материала, обладающего адгезией ко льду менее 0,5 МПа, позволяет предотвратить обледенение не только наружной, но и внутренней поверхности воронки, что в свою очередь позволит избежать ледяных пробок в воронке водосточной трубы и выхода из строя водосточной системы в целом. Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает повышение эксплуатационной надежности конструкции воронки.The installation of an anti-icing coating along the perimeter of the upper edge (along the upper edge) of the funnel, both on the inner surface and on the outer surface of the funnel, made in the form of strips with a width of at least 15 mm, from a material with adhesion to ice of less than 0.5 MPa, allows to prevent icing of not only the outer but also the inner surface of the funnel, which in turn will allow avoiding ice plugs in the funnel of the drainpipe and the failure of the drainage system as a whole. Thus, the proposed technical solution improves the operational reliability of the design of the funnel.

На фиг. представлена воронка наружной водосточной трубы.In FIG. funnel of an external drainpipe is presented.

Воронка изготовлена из металлического сплава. Для изготовления водостоков зданий, в частности воронки, чаще всего применяется металлические сплавы, для которых характерна высокая адгезия ко льду, например, оцинкованная сталь, обладающая адгезией ко льду 0,77 МПа. В зимний период в условиях отрицательных температур при попадании воды (температура которой ниже 4°C) на поверхность воронки происходит ее обледенение - образование наледи. Высокая влажность воздуха также способствует образованию наледи.The funnel is made of metal alloy. For the manufacture of gutters of buildings, in particular funnels, metal alloys are most often used, which are characterized by high adhesion to ice, for example, galvanized steel, with an adhesion to ice of 0.77 MPa. In winter, under conditions of negative temperatures, when water enters (whose temperature is below 4 ° C), icing occurs on the funnel surface - ice formation. High humidity also contributes to the formation of ice.

На фиг. представлен пример выполнения воронки наружной водосточной трубы.In FIG. an example of the execution of a funnel of an external drainpipe is presented.

Воронка наружной водосточной трубы состоит из конической обечайки 1, к верхней части которой жестко закреплена цилиндрическая обечайка 2. Жесткое соединение деталей может быть выполнено, например, посредством точечной сварки. Коническая обечайка 1 в нижней части соединена через сливной патрубок с водосточной трубой.The funnel of the outer drainpipe consists of a conical shell 1, to the upper part of which a cylindrical shell 2 is rigidly fixed. A rigid connection of the parts can be performed, for example, by spot welding. The conical shell 1 in the lower part is connected through a drain pipe to a drain pipe.

По периметру верхнего края воронки (в приведенном примере - по периметру верхнего края цилиндрической обечайки 2) установлено противообледенительное покрытие. Противообледенительное покрытие выполнено из полосы 3, установленной на наружной поверхности воронки (в приведенном примере - на наружной поверхности цилиндрической обечайки 2), и полосы 4, установленной на внутренней поверхности воронки (в приведенном примере - на внутренней поверхности цилиндрической обечайки 2).An anti-icing coating is installed along the perimeter of the upper edge of the funnel (in the above example, along the perimeter of the upper edge of the cylindrical shell 2). The anti-icing coating is made of a strip 3 mounted on the outer surface of the funnel (in the above example, on the outer surface of the cylindrical shell 2), and a strip 4 installed on the inner surface of the funnel (in the above example, on the inner surface of the cylindrical shell 2).

Результаты экспериментальных исследований, проведенных авторами, показали, что для предотвращения образования наледи на поверхности воронки ширина каждой полосы противобледенительного покрытия должна составлять не менее 15 мм и может быть установлена на расстоянии не более чем 3 мм от верхней кромки воронки.The results of experimental studies conducted by the authors showed that to prevent the formation of ice on the surface of the funnel, the width of each strip of anti-icing coating should be at least 15 mm and can be installed at a distance of no more than 3 mm from the top edge of the funnel.

Для исключения образования наледи противообледенительное покрытие выполняют из материала, имеющего адгезию ко льду менее 0,5 МПа. Примеры материалов, имеющих адгезию ко льду менее 0,5 МПа, приведены в журнале «Строительство и техногенная безопасность», выпуск 9, 2004 г., стр. 6, в качестве таких материалов могут быть использованы резина, тефлон, полистирол и другие. Покрытия с низкой адгезией ко льду не препятствуют льдообразованию, однако, вследствие низких значений критического поверхностного натяжения, не смачиваются или плохо смачиваются водой и поэтому слабо адгезируют со льдом. Применение таких материалов препятствует обледенению воронки.To prevent the formation of ice, the anti-icing coating is made of a material having an adhesion to ice of less than 0.5 MPa. Examples of materials having ice adhesion of less than 0.5 MPa are given in the journal Construction and Technological Safety, issue 9, 2004, p. 6, rubber, teflon, polystyrene and others can be used as such materials. Coatings with low adhesion to ice do not interfere with ice formation, however, due to low critical surface tension, they are not wetted or poorly wetted with water and therefore weakly adhere to ice. The use of such materials prevents icing of the funnel.

Крепление полос 3 и 4 может быть выполнено с помощью крепежных элементов 5. Такое крепление обеспечивает высокую прочность соединения, что особенно важно в условиях возможных ударных ветровых нагрузок, при которых происходит функционирование наружных водосточных систем, а также простоту монтажа (крепления). В качестве крепежных элементов 5 могут быть использованы, например, заклепки, которые обеспечивают прочность установки и более точное повторение геометрии любой воронки.The fastening of strips 3 and 4 can be carried out using fasteners 5. This fastening provides a high connection strength, which is especially important in conditions of possible shock wind loads, during which the functioning of external drainage systems occurs, as well as ease of installation (fastening). As fasteners 5 can be used, for example, rivets, which provide installation strength and a more accurate repetition of the geometry of any funnel.

Эксплуатация (работа) заявляемого технического решения осуществляется следующим образом.Operation (work) of the claimed technical solution is as follows.

В холодный период при отрицательных температурах окружающего воздуха на крышах зданий может образовываться талая вода, которая по водосточному желобу направляется к воронке водосточной трубы наружного водостока. Обледенение внутренней поверхности воронки водосточной трубы может привести к образованию ледяной пробки, при этом талая вода будет течь поверх водосточной трубы. Невозможность протекания воды через воронку в водосточную трубу может приводить к образованию мощных ледяных глыб и сосулек на наружной поверхности воронки водосточной трубы, а также на свесах кровли, что будет являться крайне опасным для пешеходов и транспорта.During the cold period, at negative ambient temperatures, melt water may form on the roofs of buildings, which is directed through the gutter to the funnel of the drainpipe of the external drain. Icing of the inner surface of the drain pipe funnel can lead to the formation of an ice plug, while meltwater will flow over the drain pipe. The inability of water to flow through the funnel into the drainpipe can lead to the formation of powerful ice blocks and icicles on the outer surface of the funnel of the drainpipe, as well as on overhangs of the roof, which will be extremely dangerous for pedestrians and vehicles.

При выполнении воронки согласно заявляемой полезной модели вода, образовавшаяся в результате таяния снежного покрова на кровле, или атмосферные осадки в виде снега попадают на противообледенительное покрытие - полосу 3, выполненную на наружной поверхности воронки, и полосу 4, выполненную на внутренней поверхности воронки. При контакте осадков с противообледенительным покрытием, выполненным из материала с адгезией ко льду менее 0,5 Мпа, не происходит слипания с покрытием, в результате чего обеспечивается защита как наружной, так и внутренней поверхности воронки от обледенения. Однако, как показывает практика, все-таки возможно нарастание незначительной наледи, удаление которой будет происходить самопроизвольно под действием внешних вибрационных нагрузок, например, ветровых, т.к. силы адгезии покрытия не достаточно для удержания наледи.When performing a funnel according to the claimed utility model, water formed as a result of melting snow cover on the roof, or atmospheric precipitation in the form of snow falls on the anti-icing coating - strip 3, made on the outer surface of the funnel, and strip 4, made on the inner surface of the funnel. When precipitation comes in contact with an anti-icing coating made of a material with adhesion to ice of less than 0.5 MPa, adhesion to the coating does not occur, as a result of which both the outer and inner surfaces of the funnel are protected from icing. However, as practice shows, it is still possible to build up insignificant ice accumulation, the removal of which will occur spontaneously under the influence of external vibration loads, for example, wind loads, as the adhesion force of the coating is not enough to hold the ice.

Таким образом, предлагаемая конструкция воронки, предназначенная для наружной водосточной трубы, обеспечивает повышение эксплуатационной надежности воронки, а также водосточной системы в целом за счет предотвращения обледенения как наружной, так и внутренней поверхности воронки.Thus, the proposed funnel design, designed for an external drainpipe, improves the operational reliability of the funnel, as well as the drainage system as a whole by preventing icing of both the outer and inner surfaces of the funnel.

Claims

1. A funnel, characterized in that it is made of metal and contains an anti-icing coating made in the form of strips installed along the perimeter of its upper edge, with at least one strip fixed to the outer surface and at least one strip fixed to the inner surface, moreover, the width of each strip is at least 15 mm, while the anti-icing coating is made of a material with adhesion to ice of less than 0.5 MPa.

2. The funnel of the outer drainpipe, characterized in that the anti-icing coating is fixed with fasteners.