RU2485261C2

RU2485261C2 - Device to remove ice crusts and icicles

Info

Publication number: RU2485261C2
Application number: RU2011135414/03A
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Кузнецов
Original assignee: Сергей Николаевич Кузнецов
Priority date: 2011-08-24
Filing date: 2011-08-24
Publication date: 2013-06-20
Also published as: RU2011135414A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: device comprises an eavestrough installed under the lower edge of a pitched roof, made as capable of tilting turn in the vertical plane, besides, the lower edge of the roof is thickened and has minimum unsupported length. The eavestrough is formed with a rigid metal half-pipe with cross ribs or a rigid metal rib frame with an inserted half-pipe. Cross ribs of the metal half-pipe or the ribbed frame are by hinged joints connected with fixed brackets installed on the wall. When the eavestrough grows into ice crusts and icicles, the macroturn of the trough is carried out with the help of one of two types of proposed mechanisms - a rope-spring or a double-link-lever.

EFFECT: increased operational reliability of a roof.

7 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к наземному строительству, а именно к механическим устройствам для удаления наледей и сосулек на нижних кромках кровли промышленных и гражданских зданий и сооружений.The invention relates to land construction, in particular to mechanical devices for removing icing and icicles on the lower edges of the roof of industrial and civil buildings.

Известны конструкции - аналоги, механические устройства для удаления сосулек и наледей со свесов кровли зданий по SU №775268, включающие введенный закрепленный прямо под нижней кромкой кровли трос или проволоку. Причем трос-проволока закреплен по концам крыши - на углах здания на одном конце двуплечих (двухконсольных) рычагов. Другой конец двуплечих рычагов соединен дополнительным тросом-проволокой с дверями, образуя своеобразный механизм перемещений.Known designs - analogues, mechanical devices for removing icicles and ice from the overhangs of the roof of buildings in accordance with SU No. 775268, including an inserted cable or wire fixed right below the bottom edge of the roof. Moreover, the wire rope is fixed at the ends of the roof - at the corners of the building at one end of two-arm (two-console) levers. The other end of the two-arm levers is connected by an additional wire rope to the doors, forming a kind of movement mechanism.

Работа конструкций аналога заключается в следующем. Во время интенсивного дневного снеготаяния, как правило, в весенний период, с нижних кромок кровли начинается стекание растаявшего снега. При точном размещении элементов устройства, трос располагается в вертикальной плоскости, точно совпадающей с осью стекающих потоков (образующих наледи-сосульки). Располагаясь на пути стекающих днем капель, образующих сосульки и наледь, трос-проволока при ночном похолодании врастает в них. Поэтому возникающее при открывании дверей срабатывание механизма перемещения вызывает горизонтальное перемещение введенного подкромочного троса-проволоки, вросшего в сосульки и наледь, разрушает их. В летнее время устройство не используют, тросы отсоединяют.The work of analog designs is as follows. During intense daytime snowmelt, usually in the spring, the melting snow begins to drain from the lower edges of the roof. With the exact placement of the elements of the device, the cable is located in a vertical plane that exactly coincides with the axis of the flowing streams (forming icicles-icicles). Located on the path of droplets flowing down during the day, forming icicles and ice, the cable-wire grows in them during night cooling. Therefore, the triggering of the movement mechanism that occurs when the doors are opened causes a horizontal movement of the inserted edge-wire cable, which has grown into icicles and ice, destroys them. In the summer, the device is not used, the cables are disconnected.

Недостатком устройства аналога являются частые повреждения (загибы, разрывы) нижней кромки крыши, возникающие от срывов наледей и сосулек тросом-проволокой. Срабатывание механизма перемещения, вызывающего движение троса, создает значительные усилия, необходимые для разрушения образований льда. Повышенные значения этих усилий обуславливаются тем, что они прикладываются вдоль всей кромки кровли и встречают сопротивление сразу от всей продольной длины наледи. То есть при изгибном механизме разрушения наледи высотой участка сопротивления своеобразной ледяной консольной балки горизонтальной нагрузке, в самом неблагоприятном случае - при сплошной наледи, является вся длина одной стороны кровли-крыши здания. (По-видимому, только во избежание полного разрушения самого устройства, дверей и нижней кромки крыши горизонтальные тросы по SU №775268 не были дооснащены поперечными планками или просто завязанными узлами, увеличивающими контактную поверхность и прочность врастания-схватывания троса со льдом.)A disadvantage of the analog device is the frequent damage (bends, tears) of the lower edge of the roof, arising from breakdowns of icing and icicles by a wire rope. The triggering of the movement mechanism causing the movement of the cable creates significant efforts necessary for the destruction of ice formations. The increased values of these efforts are due to the fact that they are applied along the entire edge of the roof and meet resistance immediately from the entire longitudinal length of the ice. That is, with a bending mechanism of ice destruction, the height of the resistance section of a kind of ice cantilever beam is the horizontal load, in the worst case - with continuous ice, the entire length of one side of the roof of the building is. (Apparently, only to avoid the complete destruction of the device itself, doors and the lower edge of the roof, horizontal cables according to SU No. 775268 were not equipped with transverse trims or simply tied with knots that increase the contact surface and the strength of the cable in-grip with ice.)

Другой известной конструкцией-аналогом, является изобретение по SU №1188288. Устройство состоит из шарнирно подвешенных под нижней кромкой кровли, по ее краю, листовых элементов на всю длину здания. Сами шарнирные подвесы сверху соединены с тросами, уложенными прямо поверх кровли (тросы, по-видимому, перекинуты через гребень кровли на другую сторону для подвешивания листовых элементов с другой стороны здания). К подвешенным листовым элементам приварен поперечный кронштейн, соединенный с механизмом перемещения - с тросом, пропущенным через блок и опущенным (по стене) вниз. Суть работы описанной конструкции состоит в том, что в зимний период, когда на нижней кромке кровли образуются наледи и сосульки, нарастающие на расположенных в плоскости отекания шарнирно подвешенных листовых элементах, тросом, пропущенным по стене вниз (через скобовые крепления), механизм приводят в движение, сосульки подвергаются изгибающему воздействию и разрушаются.Another well-known analog design is the invention according to SU No. 1188288. The device consists of pivotally suspended under the lower edge of the roof, along its edge, sheet elements for the entire length of the building. The hinged suspensions themselves are connected from above to the cables laid directly on top of the roof (the cables are apparently thrown over the roof ridge to the other side to hang sheet elements from the other side of the building). A transverse bracket is welded to the suspended sheet elements, connected to the movement mechanism - with a cable passed through the block and lowered (along the wall) down. The essence of the described construction is that in winter, when ice and icicles form on the lower edge of the roof, growing on the articulated hanging sheet elements located in the swelling plane, with a cable running down the wall (through the brackets), the mechanism is set in motion , icicles are bent and destroyed.

Конструкция по изобретению SU №1188288 реализует более рациональное (по вектору приложения сил), чем конструкция по SU №775268, поперечное (не продольное) приложение усилий. Однако недостатком устройства по SU №1188288, так же как и ранее рассмотренного устройства по SU №775268, являются пониженные долговечность и надежность кровли, т.к. протянутые прямо по крыше, положенные на нее тросы при срабатывании механизма двигаются и истирают герметизирующие покровные слои кровли и истираются сами.The design according to the invention SU No. 1188288 implements a more rational (according to the vector of application of forces) than the design according to SU No. 775268, transverse (non-longitudinal) application of forces. However, the disadvantage of the device according to SU No. 1188288, as well as the previously considered device according to SU No. 775268, are the reduced durability and reliability of the roof, because stretched directly over the roof, the cables laid on it, when the mechanism is triggered, move and abrade the sealing roof cover layers and wear themselves.

Известно устройство для удаления льда с карнизов крыш зданий и сооружений по патенту RU №2169245. Конструкция включает механизм перемещения в виде подпружиненных штоков (патент RU №2169245, Фиг.1 и 2), соединенных одним концом с источником механических колебаний, а другим концом жестко прикрепленных к линейно-протяженному вытянутому вдоль одной стороны кровли волноводу (в виде уголка или трубы, патент RU №2169245, Фиг.1, 2), разделенному на секции, см. патент RU №2169245 Фиг.3. К каждой секции волновода присоединены два подпружиненных штока (патент RU №2169245, Фиг.3). Все штоки расположены параллельно друг другу в одной горизонтальной плоскости - напротив нижней кромки кровли. Вторые концы подпружиненных штоков соединены с источниками механических колебаний, которые закреплены на наружной поверхности стены здания или проведены через каналы в стенах во внутренние помещения здания, где размещены и подключены источники механических колебаний с электрическим побуждением.A device for removing ice from the eaves of the roofs of buildings and structures according to patent RU No. 2169245. The design includes a movement mechanism in the form of spring-loaded rods (patent RU No. 2169245, FIGS. 1 and 2) connected at one end to a source of mechanical vibrations and the other end rigidly attached to a waveguide linearly extended along one side of the roof (in the form of a corner or pipe , RU patent No. 2169245, FIGS. 1, 2), divided into sections, see RU patent No. 2169245 of Figure 3. Two spring-loaded rods are attached to each section of the waveguide (RU patent No. 2169245, FIG. 3). All rods are parallel to each other in the same horizontal plane - opposite the bottom edge of the roof. The second ends of the spring-loaded rods are connected to sources of mechanical vibrations, which are fixed on the outer surface of the wall of the building or passed through channels in the walls into the interior of the building, where the sources of mechanical vibrations are placed and connected with electrical motivation.

Работа конструкции заключается в следующем. При достижении критической величины обледенения нижней кромки кровли включается электрическое побуждение источников механических колебаний. Колебательные импульсы подаются на механизм перемещения - подпружиненные штоки, которые начинают совершать поступательные колебательные перемещения. Колебательные перемещения подпружиненные штоки передают длинному дискретно секционированному волноводу, расположенному вблизи нижней кромки кровли. Волновод (в форме трубы или уголка), вросший-вмерзший в возникшую наледь с сосульками за промежуток времени с отключенным электрическим побуждением, получая колебательные перемещения, разрушает хрупкую сплошность окружающей его наледи, которая в виде мелких фрагментов незначительных размеров падает вниз. Карниз (по терминологии патента) крыши освобождается ото льда.The construction work is as follows. When the critical value of icing of the lower edge of the roof is reached, the electrical stimulation of the sources of mechanical vibrations is turned on. Vibrational pulses are fed to the movement mechanism — spring-loaded rods that begin to make translational vibrational movements. Oscillatory movements of the spring-loaded rods transmit a long discrete sectioned waveguide located near the lower edge of the roof. A waveguide (in the form of a tube or a corner), which has grown-frozen into ice with icicles for a period of time with the electrical impulse turned off, receiving vibrational movements, destroys the fragile continuity of the surrounding ice, which in the form of small fragments of small size falls down. The cornice (according to the terminology of the patent) of the roof is freed from ice.

Недостатком конструкции является снижение долговечности эксплуатации покровного слоя крыши и нижней кромки кровли, обусловленное вредным воздействием импульсов механических колебаний, передаваемых волноводом, через наледь на покровный слой и нижнюю кромку кровли. Из-за малой амплитуды перемещений волновода требуется включение электрического побуждения механических колебаний на продолжительное время. Увеличивается расход электроэнергии. Включение электрического побуждения колебаний на длительное время вызывает опасность замыкания электропроводки и пожара.A design flaw is a decrease in the durability of the roof cover layer and the lower edge of the roof due to the harmful effects of pulses of mechanical vibrations transmitted by the waveguide through the ice onto the cover layer and the lower edge of the roof. Due to the small amplitude of the waveguide movements, it is necessary to turn on the electrical stimulation of mechanical vibrations for a long time. Increases energy consumption. The inclusion of electrical induction of oscillations for a long time causes the danger of shorting the wiring and fire.

Известно устройство по патенту US №3091055, которое включает водосточный желоб, установленный с возможностью опрокидывающего поворота, с используемым для этого поворота многозвенным параллелограммным механизмом. В представленном многозвенном параллелограммном механизме два звена расположены вдоль стены, два - поперек стены здания. Одно из продольных звеньев параллелограммного механизма, расположенное ближе к стене здания и вдоль нее, двумя опорными узлами закреплено на стене, а к другому - более удаленному от стены параллельному продольному звену, в нижнем шарнирном узле присоединен поворотный водосточный желоб.A device is known according to US patent No. 3091055, which includes a gutter mounted with the possibility of tipping rotation, with the multi-link parallelogram mechanism used for this rotation. In the presented multi-link parallelogram mechanism, two links are located along the wall, two - across the wall of the building. One of the longitudinal links of the parallelogram mechanism, located closer to and along the wall of the building, is mounted on the wall with two support nodes, and a parallel longitudinal link is located to the other, more remote from the wall, in the lower hinge node, a swivel gutter is attached.

При возникновении наледей и сосулек, для их разрушения параллелограммный механизм приводится в действие, при этом более удаленное от стены продольное звено перемещают вниз и желоб поворачиваясь, сбрасывает настывшие ледяные массы.In the event of icing and icicles, for their destruction, the parallelogram mechanism is activated, while the longitudinal link more distant from the wall is moved down and the trench rotates, discharges the accumulated ice masses.

Рассматривая параллелограммный механизм, можно отметить, что он содержит излишние, по сути, «паразитные» элементы - звенья, необходимости в которых нет. По сути, в этом механизме происходит удвоение-дублирование необходимой пары звеньев еще двумя звеньями. Устройство по патенту US №3091055 с увеличенным (сдублированным) количеством звеньев является более металлоемким и трудоемким в изготовлении, но главное: в данном случае содержит большее количество вращающихся шарниров, осей, отверстий, а потому (при прочих равных условиях) является менее жестким и прочным, более подверженным износу (увеличенное число трущихся соединений). Т.е. менее долговечным и надежным, чем минимизированные конструкции без дублирующих звеньев. Следует повторить, что использовать такой сложный механизм из четырех параллелограммных звеньев для простого опрокидывающего поворота водосточного желоба нерационально и затратно.Considering the parallelogram mechanism, it can be noted that it contains unnecessary, in fact, “spurious” elements - links that are not needed. In fact, in this mechanism there is a doubling-duplication of the required pair of links by two more links. The device according to US patent No. 3091055 with an increased (duplicated) number of links is more metal-intensive and laborious to manufacture, but most importantly: in this case it contains a greater number of rotating joints, axles, holes, and therefore (all other things being equal) is less rigid and durable more susceptible to wear (increased number of rubbing joints). Those. less durable and reliable than minimized designs without duplicate links. It should be repeated that using such a complex mechanism of four parallelogram links for a simple tipping rotation of the gutter is irrational and costly.

К тому же, минимальная неподкрепленная длина нижней кромки кровли, при реализации устройства по патенту US №3091055, увеличивается на длину поперечных звеньев параллелограммного механизма, а это не только дополнительное увеличение металлоемкости устройства, но и одновременно увеличение «плеч» нагрузочных моментов сил, которое, увеличивая нагрузочные воздействия, также снижает долговечность и надежность устройства.In addition, the minimum unsupported length of the lower edge of the roof, when implementing the device according to US patent No. 3091055, increases by the length of the transverse links of the parallelogram mechanism, and this is not only an additional increase in the metal consumption of the device, but also an increase in the "shoulders" of the load moments of forces, which, increasing load effects, also reduces the durability and reliability of the device.

К наиболее близким техническим решениям, по совокупности совпадающих технических признаков, относятся технические решения по американским патентам US №1141204 и US №538108. Устройство по патенту US №1141204 включает утолщенную нижнюю кромку кровли, выступающую за стену здания, водосточный желоб, образованный металлической полутрубой и установленный с возможностью опрокидывающего поворота в вертикальной плоскости. Причем водосточный желоб, - металлическая полутруба - установлен на шарнире, размещенном на краю утолщенной нижней кромки кровли. Этот кромочный шарнир содержит сплошную цельную по всей длине кровли ось, торец которой соединен с рычагом, снабженным грузовым противовесом (подвешенным набором грузов).The closest technical solutions, according to the totality of coinciding technical features, include technical solutions for US patents US No. 1141204 and US No. 538108. The device according to US patent No. 1141204 includes a thickened lower edge of the roof protruding beyond the wall of the building, a gutter formed by a metal half-tube and mounted with the possibility of tipping rotation in a vertical plane. Moreover, the gutter, a metal half pipe, is mounted on a hinge located on the edge of the thickened lower edge of the roof. This edge hinge contains a solid axis that is integral with the entire length of the roof, the end of which is connected to a lever equipped with a cargo counterweight (suspended set of weights).

Для срабатывания устройства при образовании наледей и сосулек поворачивают рычаг с набором грузов, соответственно поворачивается водосточный желоб, наледи и сосульки разрушаются.To trigger the device when ice and icicles are formed, the lever with the set of weights is turned, the gutter is rotated accordingly, the ice and icicles are destroyed.

К недостаткам устройства следует отнести неудобства обслуживания - необходимость подъема и опускания рычага с грузовым противовесом (маятникового раскачивания рычага) с возникающей при этом возможностью травмирования оператора, производящего указанное движение. Но главный недостаток - пониженные долговечность и надежность устройства. Следует пояснить, что нижняя (хоть и утолщенная) кромка кровли (с креплением поворотного шарнира) в самом неблагоприятном (по нагрузке) режиме - при врастании нижней кромки кровли и желоба в общую глыбу льда - испытывает суммированные нагрузки: от всего веса желоба, образовавшихся на желобе наледей и сосулек, от веса грузового противовеса, и от усилия рычага (раскачиваемого человеком), а потому из-за недостаточных прочности и жесткости не обеспечивает долговечности и надежности нижней кромки кровли и общей конструкции устройства. К тому же, на основной «несущий» кромочный шарнир попадает стекающая влага (в периоды выпадения осадков), т.к. этот шарнир расположен на нижней кромке и недостаточно вынесен за зону осадков, а потому подвергается коррозионному износу.The disadvantages of the device include the inconvenience of service - the need to raise and lower the lever with a cargo counterweight (pendulum swinging of the lever) with the resulting possibility of injury to the operator making the specified movement. But the main disadvantage is the reduced durability and reliability of the device. It should be clarified that the lower (albeit thickened) edge of the roof (with fastening of the pivot hinge) in the most unfavorable (in terms of load) mode - when the lower edge of the roof and the gutter grows into a common block of ice - experiences totalized loads: of the total weight of the gutter formed on the gutter of icing and icicles, from the weight of the cargo counterweight, and from the force of the lever (swinging by a person), and therefore, due to insufficient strength and rigidity, it does not provide the durability and reliability of the lower edge of the roof and the overall design of the device. In addition, flowing moisture (during periods of precipitation) gets onto the main “bearing” edge hinge, because this hinge is located on the lower edge and is not sufficiently extended beyond the precipitation zone, and therefore is subject to corrosion wear.

За прототип принято устройство по патенту US №538108, включающее подкрепленную нижнюю кромку кровли, выступающую за стену здания, водосточный желоб, образованный металлической полутрубой с реберным каркасом и установленный на шарнире с возможностью опрокидывающего поворота в вертикальной плоскости. В соответствии с показанными видами Фиг.1 и 2 патента US №538108, шарнир размещен на ребре каркаса желоба на противоположной от стены здания стороне желоба, причем одно из ребер каркаса желоба продлено также наружу - в виде рычага. К концу этого продленного рычага присоединен трос или тяговый элемент с рукоятью. В отличие от решения по патенту US №1141204, где при срабатывании устройства наружный (от здания) край водосточного желоба поворачивается (от кромки кровли и стены здания) вниз на 90°, в решении по патенту US №538108 поворот водосточного желоба производится относительно неподвижного наружного края желоба на более чем 180°.The device according to US patent No. 538108, including a reinforced lower edge of the roof protruding beyond the wall of the building, a gutter formed by a metal half-tube with a rib frame and mounted on a hinge with the possibility of tilting rotation in a vertical plane, was adopted as a prototype. In accordance with the shown views of Figures 1 and 2 of US patent No. 538108, the hinge is placed on the edge of the gutter frame on the side of the gutter opposite to the wall of the building, one of the ribs of the gutter frame also extending outward - in the form of a lever. To the end of this extended lever is attached a cable or traction element with a handle. Unlike the solution according to US patent No. 1141204, where when the device is triggered, the outer (from the building) edge of the gutter rotates 90 ° from the roof edge and the wall of the building, in the solution according to US patent No. 538108, the gutter is rotated relative to the stationary outer gutter edges more than 180 °.

Здесь, в первый момент времени перемещения, внутренний край водосточного желоба поднимается - «идет вверх», не только разрушая - откалывая ледяной массив от кровли, но и поднимая вверх всю массу желоба, льда, наросшего на кровле, и еще «сидящих», не сброшенных с водосточного желоба наледей и сосулек. Таким образом, в устройстве по патенту US №538108 реализована своеобразная механика обратно-подъемного поворота желоба (сходная с механикой камнемететельных катапульт), с суммированием совпадающих векторов весовых и откалывающих нагрузок.Here, at the first moment of time of movement, the inner edge of the gutter rises - “goes up”, not only destroying - breaking off the ice mass from the roof, but also lifting up the entire mass of the gutter, ice that has grown on the roof, and also “sitting”, not ice and icicles discharged from the gutter. Thus, the device according to US patent No. 538108 implements a peculiar mechanics of the back-and-forth rotation of the gutter (similar to the mechanics of stone-throwing catapults), with the summation of the coinciding vectors of weight and chip loads.

При массе наледей и сосулек, часто достигающих на желобе нескольких десятков (а то и более) килограмм-сил, представленная патентом US №538108 конструкция с поворотным шарниром, закрепленным на гнутой пластине, вынесенной за нижнюю кромку кровли (наружу здания), при обратно-подъемной механике поворота желоба, не обладает необходимыми долговечностью и надежностью. Следует пояснить, что главной причиной низких долговечности и надежности устройства по патенту US №538108 является одновременное действие - сочетание - нескольких факторов. Первый фактор - это несовершенство имеющейся конструкции крепления шарнира поворота желоба (вынесен от стены здания за выступающую кромку кровли и закреплен на тонкой гнутой пластине). Второй фактор - это вызываемое своеобразной механикой, необходимое для результативного разрушения наледей и сосулек повышенное суммированное действие прилагаемых к устройству тяговых усилий необходимых для откалывания-раскалывания ледяного массива, для преодоления сил тяжести от самого желоба, а также всего ледяного массива на желобе и нижней кромке кровли (в первый момент времени).With a mass of ice and icicles, often reaching several tens (or even more) kilogram-forces on the gutter, the design presented by US patent No. 538108 with a swivel joint mounted on a bent plate made outside the lower edge of the roof (outside the building), with lifting mechanics of rotation of the gutter, does not have the necessary durability and reliability. It should be clarified that the main reason for the low durability and reliability of the device according to US patent No. 538108 is the simultaneous action of a combination of several factors. The first factor is the imperfection of the existing design of the hinge for turning the gutter (removed from the wall of the building behind the protruding edge of the roof and mounted on a thin bent plate). The second factor is the increased summarized effect of the traction forces applied to the device necessary for breaking-breaking the ice mass, to overcome gravity from the gutter itself, as well as the entire ice mass on the gutter and the lower edge of the roof, caused by a kind of mechanics, which is necessary for the effective destruction of ice and icicles (at the first moment of time).

К недостаткам также следует отнести размещение поворотного шарнира снаружи кровли и подверженность его действию атмосферных осадков и коррозии.The disadvantages also include the placement of the swivel joint outside the roof and its susceptibility to atmospheric precipitation and corrosion.

Учитывая, что развиваемое человеком тяговое усилие составляет всего несколько десятков килограмм, результативное приведение в действие механизма по патенту US №538108, из-за необходимости дополнительного преодоления суммируемых сил тяжести от массы желоба и застывшего на желобе и нижней кромке кровли льда, может превышать естественный предел человеческих возможностей.Considering that the traction force developed by a person is only a few tens of kilograms, the effective activation of the mechanism according to US patent No. 538108, due to the need to additionally overcome the combined gravity forces from the mass of the gutter and the ice frozen on the gutter and the lower edge of the roof, can exceed the natural limit human capabilities.

Целью заявляемого изобретения является увеличение долговечности и надежности покровного слоя крыши, нижней кромки кровли с водосточным желобом, установленным с возможностью опрокидывающего поворота с механизмом перемещения тросами или звеньями.The aim of the invention is to increase the durability and reliability of the roof cover layer, the lower edge of the roof with a gutter installed with the possibility of tipping rotation with a mechanism for moving ropes or links.

Указанная цель достигается тем, что в известной конструкции устройства для удаления наледей и сосулек с кровли, включающей утолщенную и подкрепленную нижнюю кромку кровли, выступающую за стену, водосточный желоб, установленный под нижней кромкой кровли с возможностью опрокидывающего поворота в вертикальной плоскости, образованный металлической полутрубой с поперечными ребрами или реберным каркасом с вставленной полутрубой и соединенный с механизмом перемещения тросом или звеньями, где водосточный желоб шарнирно соединен с по меньшей мере одним кронштейном, закрепленным на стене, причем нижняя кромка кровли над водосточным желобом выполнена с минимальной неподкрепленной длиной, нижняя кромка кровли подкреплена опиранием на кронштейны шарнирного крепления металлической полутрубы с поперечными ребрами или реберного каркаса с вставленной пластиковой полутрубой на стене и выполнена с ними как одно целое. Механизм перемещения - опрокидывающего поворота водосточного желоба в вертикальной плоскости с тросом соединен с поперечным ребром металлической полутрубы или реберного каркаса, установленным на кронштейне, прикрепленном к стене, где кронштейн снабжен осью, через которую перекинут трос и на которой закреплен один конец по меньшей мере одной возвратной пружины, второй конец которой прикреплен к поперечному ребру в месте присоединения троса. Механизм перемещения - опрокидывающего поворота водосточного желоба в вертикальной плоскости выполнен в виде двухзвенного рычага, один конец которого соединен с поперечным ребром металлической полутрубы или реберного каркаса, установленным на кронштейне, прикрепленном к стене, а другой скреплен с ручной рукоятью, причем в нерабочем состоянии рычаг размещен на подставке, установленной на стене. Ручная рукоять троса или рычага механизма перемещения - опрокидывающего поворота водосточного желоба расположена снаружи здания вблизи открываемых створок окон. Реберный каркас водосточного желоба со стороны стены усилен гнутым металлическим листом или снабжен частью металлической трубы, а со стороны, удаленной от стены, наоборот, выполнен открытым, без горизонтальных связей, причем опрокидывающий поворот производится от стены. В качестве полутрубы, вставляемой в реберный каркас, использована половина распиленной надвое пластиковой трубы канализации или полутруба, собранная из полукорпусов пластиковых бутылок.This goal is achieved by the fact that in the known design of a device for removing ice and icicles from the roof, including a thickened and reinforced lower edge of the roof protruding beyond the wall, a gutter installed under the lower edge of the roof with the possibility of tipping rotation in a vertical plane formed by a metal half-pipe with transverse ribs or rib frame with an inserted half-pipe and connected to the movement mechanism by a cable or links, where the gutter is pivotally connected to at least with at least one bracket mounted on the wall, with the lower edge of the roof above the gutter being made with a minimum non-supported length, the lower edge of the roof is supported by resting on the hinge brackets of the metal half-pipe with transverse ribs or rib frame with the plastic half-pipe inserted into the wall and made with them as one whole. The movement mechanism - the tipping rotation of the gutter in a vertical plane with a cable is connected to the transverse rib of a metal half-pipe or rib frame mounted on an arm attached to a wall, where the arm is provided with an axis through which the cable is thrown and on which one end of at least one return spring, the second end of which is attached to the transverse rib at the point of attachment of the cable. The movement mechanism - the tipping rotation of the gutter in the vertical plane is made in the form of a two-link lever, one end of which is connected to the transverse rib of a metal half-pipe or rib frame mounted on an arm attached to the wall, and the other is fastened with a manual handle, and in the inoperative state the lever is placed on a stand mounted on the wall. The hand grip of the cable or the lever of the moving mechanism - the tipping rotation of the gutter is located outside the building near the openable casement windows. The costal frame of the gutter from the side of the wall is reinforced with a bent metal sheet or provided with a part of a metal pipe, and from the side remote from the wall, on the contrary, it is made open, without horizontal connections, and the tipping rotation is made from the wall. As a half pipe inserted into the rib cage, half of a plastic sewer pipe or half pipe, cut in half, assembled from half-shells of plastic bottles, was used.

Предложенное техническое решение поясняется Фиг.1, 2, 3 и 4.The proposed technical solution is illustrated in Fig.1, 2, 3 and 4.

На Фиг.1 представлено поперечное сечение верхней части стены здания с нижней утолщенной кромкой кровли и водосточным желобом, образованным металлической полутрубой с поперечными ребрами, шарнирно соединенными с кронштейнами, закрепленными на стене. Водосточный желоб установлен с возможностью опрокидывающего поворота механизмом перемещения вокруг оси шарниров. Механизм перемещения - тросо-пружинный. Ручная рукоять троса или рычага механизма перемещения - опрокидывающего поворота водосточного желоба расположена снаружи здания вблизи открываемых створок окон. Lmin - минимальная неподкрепленная длина (свес) нижней кромки кровли. Δ - толщина нижней кромки кровли.Figure 1 shows a cross section of the upper part of the wall of the building with a lower thickened edge of the roof and a gutter formed by a metal half-tube with transverse ribs pivotally connected to the brackets mounted on the wall. The gutter is mounted with the possibility of tipping rotation by a movement mechanism around the axis of the hinges. Movement mechanism - cable-spring. The hand grip of the cable or the lever of the moving mechanism - the tipping rotation of the gutter is located outside the building near the openable casement windows. Lmin - minimum unsupported length (overhang) of the lower edge of the roof. Δ is the thickness of the lower edge of the roof.

На Фиг.2 приведено поперечное сечение верхней части стены здания с нижней кромкой кровли, которая подкреплена опиранием на введенные кронштейны, выполненные с нижней кромкой кровли как одно целое. Водосточный желоб выполнен из металлической полутрубы с поперечными ребрами. Механизм перемещения - опрокидывающего поворота водосточного желоба - двухзвенный, рычажный. Lmin - минимальная неподкрепленная длина (свес) нижней кромки кровли. Δ - толщина нижней кромки кровли.Figure 2 shows a cross section of the upper part of the wall of the building with the lower edge of the roof, which is supported by the inserted brackets made with the lower edge of the roof as a whole. The gutter is made of a metal half pipe with transverse ribs. The movement mechanism - the tipping rotation of the gutter - two-link, lever. Lmin - minimum unsupported length (overhang) of the lower edge of the roof. Δ is the thickness of the lower edge of the roof.

На Фиг.3 приведен фрагмент поперечного сечения водосточного желоба. Реберный каркас водосточного желоба со стороны здания усилен вварными элементами - четвертями металлической трубы. Внутрь каркаса вставлена пластиковая полутруба.Figure 3 shows a fragment of the cross section of the gutter. The costal frame of the gutter from the side of the building is reinforced with welded elements - quarters of a metal pipe. A plastic half-tube is inserted inside the frame.

На Фиг.4 приведен фрагмент вида сверху на водосточный желоб из реберного каркаса с пластиковой полутрубой по Фиг.3. Нижняя кромка кровли и стена здания на Фиг.3 и 4 условно не показаны.Figure 4 shows a fragment of a top view of the gutter from the rib frame with a plastic half-pipe in Figure 3. The lower edge of the roof and the wall of the building in Figs. 3 and 4 are conditionally not shown.

Предложенная конструкция устройства для удаления наледей и сосулек на нижних кромках кровли зданий - Фиг.1 - включает нижнюю кромку кровли 1, выполненную утолщенной - с толщиной Δ и с минимальной неподкрепленной длиной (свесом) Lmin. По варианту Фиг.1, 2 под нижним краем кромки кровли 1 установлен водосточный желоб из металлической полутрубы 2 с приваренными поперечными ребрами 3. По вариантам Фиг.3 и 4 вместо самонесущей приварной металлической полутрубы 2 выполнен реберный каркас 4, который образован поперечными ребрами 3, скрепленными продольными стержневыми ребрами-связями 5. В реберный каркас 4 - по варианту Фиг.3 и 4 - вставлена образующая желоб пластиковая полутруба 6. При использовании пластиковой полутрубы 6 продольные ребра - связи 5 реберного каркаса 3 со стороны стены здания - усилены гнутым металлическим листом или частью - четвертью - металлической трубы 7, Фиг.3 и 4. Поперечные ребра 3 реберного каркаса 4 или металлической полутрубы 2 боковыми выступами соединены шарнирами 8 с закрепленными на стене 9 кронштейнами 10. По Фиг.1 нижние выступы поперечных ребер 3 металлической полутрубы 2 также соединены с осями 11 кронштейнов 10 через возвратные пружины 12. Механизм перемещения - опрокидывающего поворота водосточного желоба по варианту Фиг.1 включает трос 13, соединенный одним концом с ручной рукоятью 14, а другим - с нижним выступом поперечного ребра 3 металлической полутрубы 2. Причем трос 13 перекинут сверху через ось 11 кронштейна 10. Ручная рукоять 14 троса 13 расположена снаружи здания вблизи открываемых створок окон 15. Вместо троса может быть использована любая гибкая нить - цепь, веревка. По варианту Фиг.2 механизм перемещения выполнен в виде двухзвенного рычага - двух шарнирных звеньев 16 и 17, на конце нижнего из которых - звена 17 - размещена ручная рукоять 14. В нерабочем состоянии двухзвенный рычаг размещен на подставке 18, установленной на стене 9. Исполнение Фиг.2 также отличается от исполнения Фиг.1 тем, что утолщение нижней кромки кровли 1 достигнуто суммированием толщины покровного слоя и отдельной части нижней кромки кровли, выполненной как одно целое с кронштейнами 10, закрепленными на стене 9. В качестве пластиковой полутрубы 6 может быть использована половина распиленной надвое трубы канализации или сборная конструкция из полукорпусов пластиковых бутылок.The proposed design of a device for removing icing and icicles on the lower edges of the roof of buildings - Figure 1 - includes a lower edge of the roof 1, made thickened - with a thickness Δ and with a minimum unsupported length (overhang) Lmin. In the embodiment of FIGS. 1, 2, a gutter from a metal half pipe 2 with transverse welded ribs 3 is installed under the lower edge of the roof edge 1. According to the options of FIGS. 3 and 4, instead of a self-supporting welded metal half pipe 2, a rib frame 4 is formed, which is formed by transverse ribs 3, fastened by longitudinal rod-shaped ribs-ties 5. In the rib cage 4 - according to the embodiment of Figs. 3 and 4 - the plastic half-pipe forming the trough 6 is inserted. When using the plastic half-pipe 6 longitudinal ribs are the connections 5 of the costal cage 3 from the side of the walls Buildings - reinforced by a bent metal sheet or part - a quarter - of a metal pipe 7, Figs. 3 and 4. The transverse ribs 3 of the rib cage 4 or the metal half-pipe 2 with lateral protrusions are connected by hinges 8 with brackets 10 fixed to the wall 9. In Fig. 1, the lower the protrusions of the transverse ribs 3 of the metal half pipe 2 are also connected to the axes 11 of the brackets 10 through the return springs 12. The mechanism of movement — tipping rotation of the gutter according to the embodiment of FIG. 1 includes a cable 13 connected at one end to a hand crank 14 and the other - with the lower protrusion of the transverse rib 3 of the metal half-pipe 2. Moreover, the cable 13 is thrown from above through the axis 11 of the bracket 10. The manual handle 14 of the cable 13 is located outside the building near the openable window leaves 15. Instead of the cable, any flexible thread can be used - a chain, a rope. According to the variant of FIG. 2, the movement mechanism is made in the form of a two-link lever — two hinged links 16 and 17, at the end of the lower of which — link 17 — a manual handle 14. In the idle state, the two-link lever is placed on a stand 18 mounted on the wall 9. Execution Figure 2 also differs from the execution of Figure 1 in that the thickening of the lower edge of the roof 1 is achieved by summing the thickness of the cover layer and a separate part of the lower edge of the roof, made integrally with brackets 10 mounted on the wall 9. As a plastic half GAS 6 can be used half sawn in half sewer pipes or a prefabricated half-shell design of plastic bottles.

Работа предложенного устройства для удаления наледей и сосулек с нижних кромок кровли 1 заключается в следующем. На нижней кромке кровли 1 при частых переходах температуры через ноль со снеготаянием также образуются сосульки и наледи. Расположенный под нижней кромкой кровли подвижный элемент - водосточный желоб, врастает в возникающую наледь и сосульки. Периодически, в любой момент времени, после образования наледей и сосулек, человеком, находящимся внутри здания, открываются створки окон 15 и по варианту Фиг.1 производится резкое ручное перемещение - опускание ручной рукояти 14 троса 13 вниз. По варианту Фиг.2 ручная рукоять 14 двухзвенного рычага предварительно снимается с подставки 18, установленной на стене 9. Звенья 16 и 17 рычага выводятся из нерабочего состояния. После этого также производится резкое перемещение ручной рукояти 14 вниз и на себя. По варианту Фиг.1 трос 13 начинает скользить сверху по оси 11 и перемещать, приближая к стене 9, нижний выступ поперечного звена 3, а по варианту Фиг.2 перемещение нижнего выступа поперечного звена 3 в направлении приближения к стене 9 осуществляется непосредственно перемещением - тягой звеньев 16 и 17. В результате водосточный желоб в виде металлической полутрубы 2 - Фиг.1, 2 или реберного каркаса 4 с пластиковой полутрубой 6 - Фиг.3 и 4 - совершает опрокидывающий поворот в вертикальной плоскости вокруг оси шарнира 8. Имевшиеся сосульки и наледи разрушаются от резкого приложения и роста прикладываемых и инерционных сил и возникающих в конце опрокидывающего поворота усилий соударений металлической полутрубы 2 или реберного каркаса 4 о кронштейны 10. Обломки - фрагменты разрушенных ледяных массивов падают вниз. После одного или нескольких повторных резких перемещений - опрокидывающих поворотов водосточного желоба тросовым механизмом по Фиг.1 водосточный желоб полностью очищается ото льда и возвратные пружины 12 возвращают металлическую полутрубу 2 водосточного желоба в исходное положение. По варианту Фиг.2. после одного или нескольких резких перемещений механизма водосточный желоб полностью очищается ото льда и звенья 16 и 17 двухзвенного рычага вручную возвращаются на подставку 18 - в нерабочее состояние.The work of the proposed device for removing icing and icicles from the lower edges of the roof 1 is as follows. On the lower edge of the roof 1 with frequent temperature transitions through zero with snowmelt, icicles and ice also form. The movable element located under the lower edge of the roof - the gutter, grows into the resulting ice and icicles. Periodically, at any moment of time, after the formation of icing and icicles, a person inside the building opens the sash windows 15 and according to the variant of Figure 1, a sharp manual movement is made - lowering the hand handle 14 of the cable 13 down. According to the embodiment of FIG. 2, the manual handle 14 of the two-link lever is previously removed from the stand 18 mounted on the wall 9. The links 16 and 17 of the lever are taken out of an idle state. After that, a sharp movement of the manual handle 14 downward and towards itself is also made. According to the variant of FIG. 1, the cable 13 begins to slide from the top along the axis 11 and moves, approaching the wall 9, the lower protrusion of the transverse link 3, and according to the variant of FIG. 2, the movement of the lower protrusion of the transverse link 3 in the direction of approach to the wall 9 is carried out directly by moving - the rod links 16 and 17. As a result, the gutter in the form of a metal half-pipe 2 - Fig. 1, 2 or a rib frame 4 with a plastic half-pipe 6 - Figs. 3 and 4 - makes a tilting rotation in a vertical plane around the axis of the hinge 8. Available icicles and ice destroy They are caused by the sharp application and growth of applied and inertial forces and the collision forces of the metal half-pipe 2 or the rib cage 4 and the brackets 10 arising at the end of the tilting rotation. Fragments - fragments of the destroyed ice masses fall down. After one or several repeated abrupt movements - overturning turns of the gutter with the cable mechanism of Fig. 1, the gutter is completely cleared of ice and return springs 12 return the metal half-pipe 2 of the gutter to its original position. According to the embodiment of FIG. 2. after one or several sudden movements of the mechanism, the gutter is completely cleared of ice and the links 16 and 17 of the two-link lever are manually returned to the stand 18 - inoperative.

Размещение подставки 18 на стене 9 и длина звеньев 15 и 16 приняты с учетом условия возвращения водосточного желоба в исходное состояние. И таким образом, водосточный желоб и механизм перемещения снова приведены в состояние первоначальной готовности устройства к последующим циклам разрушения наледей и сосулек. Описание, приведенное выше, относится к работе водосточного желоба в составе устройства для удаления наледей и сосулек в осеннее-зимнее-весенний период. Функционирование водосточного желоба в летний период - как обычного сборника дождевой влаги - первичного элемента системы адресной утилизации дождевых осадков с кровли, осуществляется в обычном порядке, а потому не приводится. Дорогостоящая пластиковая полутруба 6 может выниматься из реберного каркаса 4 по окончании летнего периода, дешевая - самодельная конструкция, например, собранная из полукорпусов пластиковых бутылок, оставляется на зиму и утилизируется вместе с разрушенными фрагментами наледей.The placement of the stand 18 on the wall 9 and the length of the links 15 and 16 are adopted taking into account the conditions for the return of the gutter to its original state. And thus, the gutter and the movement mechanism are again brought back to the initial state of readiness of the device for subsequent cycles of destruction of ice and icicles. The description above relates to the operation of the gutter as part of a device for removing icing and icicles in the autumn-winter-spring period. The functioning of the gutter during the summer period - as a normal rainwater collector - the primary element of the system of targeted utilization of rainfall from the roof, is carried out in the usual manner, and therefore is not given. An expensive plastic half-tube 6 can be removed from the rib frame 4 at the end of the summer period, a cheap one - a home-made structure, for example, assembled from half-cases of plastic bottles, is left for the winter and disposed of together with the destroyed fragments of ice.

Заявляемым техническим решением предложена конструкция усиленной нижней кромки кровли. Исполнение по Фиг.2 позволило не просто усилить-упрочнить конструкцию, здесь нижняя кромка кровли вообще выполнена как одно целое с настенными кронштейнами, несущими поворотную ось. Настенные кронштейны шарниров поворота водосточного желоба своими верхними торцами жестко соединены с утолщенной нижней кромкой кровли и идеально подкрепляют ее. И все вместе - и максимально подкрепленная и утолщенная нижняя кромка кровли, и настенные кронштейны шарнирного крепления водосточного желоба - выполнены как единый надстенный монтажный узел.The claimed technical solution proposed the design of a reinforced lower edge of the roof. The embodiment of FIG. 2 made it possible not only to strengthen and strengthen the structure, here the lower edge of the roof is generally made integrally with wall brackets carrying a rotary axis. The wall brackets of the hinges for turning the gutter with their upper ends are rigidly connected to the thickened lower edge of the roof and ideally reinforce it. And all together - the maximally reinforced and thickened lower edge of the roof, and the wall brackets of the articulated fastening of the gutter - are made as a single wall mounting unit.

Введение устройств удаления сосулек актуально и в настоящее время. Широкое распространение систем кондиционирования воздуха, спутникового телевидения с закрепленными снаружи на стенах зданий и сооружений выносными элементами заставляет обеспечивать их сохранность, предотвращать нарастание ледяных массивов на нижних кромках кровли, способных при падении привести конструкции выносных устройств в полную непригодность. Комбинации неблагоприятного изменения осадочно-температурных погодных условий, приводящих к непрерывному длительному наледеобразованию - нарастанию ледяных масс на нижних кромках кровли, невозможно предвидеть и нельзя избежать. Своевременное применение многократно используемых устройств для разрушения сосулек и наледей в моменты их зачаточного состояния, исключающих работы в экстремальных ситуациях (на обледеневшей крыше), не только выгодно - по исключению расходов на повторное приобретение выносных элементов современных систем жизнедеятельности человека, но и обеспечивает его независимость.The introduction of icicle removal devices is also relevant at present. The widespread use of air conditioning systems, satellite television with external elements fixed on the walls of buildings and structures outside makes it necessary to preserve them, to prevent the buildup of ice masses on the lower edges of the roof, which, if they fall, can cause the construction of external devices to become completely unusable. Combinations of adverse changes in precipitation-temperature weather conditions leading to continuous long-term icing - an increase in ice masses on the lower edges of the roof cannot be foreseen and cannot be avoided. Timely use of reusable devices for destroying icicles and ice during their infancy, excluding work in extreme situations (on an icy roof), is not only beneficial - eliminating the cost of re-acquiring remote elements of modern human vital systems, but also ensures its independence.

Устройство является одним из вариантов проработанных конструкций рычажного механизма разрушения сосулек с односкатной крыши здания.The device is one of the options for the developed designs of the lever mechanism for the destruction of icicles from the sloping roof of the building.

Claims

1. A device for removing frost and icicles from the roof, including a thickened and reinforced lower edge of the roof protruding beyond the wall, a gutter mounted under the lower edge of the roof with the possibility of tipping over in the vertical plane, formed by a metal half-tube with transverse ribs or a rib frame with an inserted semi-tubular, and connected to the movement mechanism by a cable or links, characterized in that the gutter is pivotally connected to at least one bracket fixed to and the wall, and the lower edge of the roof above the gutter is made with a minimum of unreinforced length.

2. The device according to claim 1, characterized in that the lower edge of the roof is supported by a support on the hinge brackets of a metal half-pipe with transverse ribs or a rib frame with an inserted plastic half-pipe on the wall and made with it as a whole.

3. The device according to claim 1, characterized in that the mechanism for moving the tipping rotation of the gutter in a vertical plane with a cable is connected to a transverse rib of a metal half-pipe or rib frame mounted on a bracket attached to the wall, the bracket is provided with an axis through which the cable is thrown and on which one end of at least one return spring is fixed, the second end of which is attached to the transverse rib at the point of attachment of the cable.

4. The device according to claim 1, characterized in that the movement mechanism - the tilting rotation of the gutter in the vertical plane is made in the form of a two-link lever, one end of which is connected to the transverse rib of a metal half-pipe or rib frame mounted on an arm attached to the wall, and the other is fastened with a manual handle, and in the inoperative state, the lever is placed on a stand mounted on the wall.

5. The device according to claim 3, characterized in that the hand grip of the cable or the lever of the movement mechanism - the tipping rotation of the gutter is located outside the building near the openable casement windows.

6. The device according to claim 1, characterized in that the costal frame of the gutter from the side of the wall is reinforced by a bent metal sheet or provided with a part of a metal pipe, and from the side remote from the wall, on the contrary, it is made open without horizontal connections, and the tilting turn is made from walls.

7. The device according to claim 1, characterized in that as a half pipe inserted into the rib cage, half of the plastic sewage pipe or half pipe sawn in half, assembled from half shells, plastic bottles, is used.