RU2503785C1

RU2503785C1 - Device for automatic mechanical removal of icicles

Info

Publication number: RU2503785C1
Application number: RU2012127954/03A
Authority: RU
Inventors: Давид Михайлович Белый
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2012-07-03
Publication date: 2014-01-10
Also published as: RU2012127954A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: device for removal of icicles from eaves includes a working organ fixed on the wall with the help of brackets with a driving mechanism and icicle breakers. The working organ is made in the form of arched brackets suspended on a tightened string. The latter is equipped with a beam in the form of a rod and a counterbalance. The breakers represent a stiff rod that connects upper ends of the brackets. The driving mechanism is made in the form of a trough-shaped pipe cut on top for accumulation of thawed water in it, attached to the lower part of arched brackets directly under the edge of the eave.

EFFECT: improved operating reliability of a roof.

2 dwg

Description

Изобретение относится к строительству крыш жилых и производственных зданий, исключающих опасность схода с крыши снега и льда, а также падения сосулек значительных размеров.The invention relates to the construction of roofs of residential and industrial buildings, eliminating the danger of snow and ice coming off the roof, as well as falling icicles of considerable size.

Известно устройство для механического удаления сосулек, льда и снега со свесов кровли здания, содержащее шарнирно прикрепленный к свесу кровли сбивающий поворотный орган, выполненный составным из шарнирно соединенных полос и снабженный бойком, соединенным с гибкой связью /см., например, а.с. СССР №1188288, кл. E04D 13/06, 1982 [1]/.A device for the mechanical removal of icicles, ice and snow from the overhangs of the roof of a building, comprising a knocking swivel swivel attached to the roof overhang, made up of articulated strips and equipped with a striker connected to a flexible connection / see, for example, a.s. USSR No. 1188288, cl. E04D 13/06, 1982 [1] /.

Недостатками известного устройства является ручной характер процесса удаления сосулек при полном отсутствии автоматизации, его низкая эффективность и значительные трудоемкость и сложность конструкции.The disadvantages of the known device is the manual nature of the process of removing icicles in the complete absence of automation, its low efficiency and considerable labor and design complexity.

Известно также устройство для предотвращения падения крупных сосулек, наледи и снега с выступающих деталей крыш, содержащее листообразное гибкое и упругое тело, выступающее за кромку крыши, и выполненное с возможностью задержания на своей поверхности сосулек, наледи и снега /см. патент РФ на полезную модель №90823, кл. E04D 13/076, 2009 [2]/.Also known is a device for preventing the fall of large icicles, ice and snow from the protruding roof parts, containing a sheet-like flexible and elastic body protruding beyond the edge of the roof, and configured to hold icicles, ice and snow / cm on its surface. RF patent for utility model No. 90823, class. E04D 13/076, 2009 [2] /.

Недостатком известного устройства является опасность накопления на выступающих краях кровли значительных масс снега, льда и сосулек и возможности их самопроизвольного обрушения.A disadvantage of the known device is the danger of accumulation of significant masses of snow, ice and icicles on the protruding edges of the roof and the possibility of their spontaneous collapse.

Кроме того, известны электромеханические устройства для удаления сосулек, снега и льда со свесов кровли, предусматривающие соединение упругого свеса либо с пространственным кинематическим механизмом с гибкими сбивающими органами и ротором-редуктором /см. патент РФ на полезную модель №104589, кл. E04D 13/076, 2010 [3]/, либо с источником механических колебаний, выполненным в виде закрепленного на здании вала с электродвигателем и эксцентриками /см. патент РФ на полезную модель №110790, кл. E04D 13/076, 2010 [4]/, либо с источником механических вибраций и импульсов в виде передвижного вибратора, соединенного с вибропроводом, состоящим из набора горизонтальных и вертикальных металлических стержней /см. патент РФ на полезную модель №110789, кл. E04D 13/064, 2010 [5]/, либо с источниками механических импульсов, взаимодействующих с волноводами, выполненными из профильных конструкций, закрепленных с напуском относительно кромки кровли /см. патент на полезную модель №90450, кл. E01C 11/24, 2009 [6]/.In addition, electromechanical devices for removing icicles, snow and ice from roof overhangs are known, providing for the connection of an elastic overhang either with a spatial kinematic mechanism with flexible knocking bodies and a rotor-reducer / cm. RF patent for utility model No. 104589, class. E04D 13/076, 2010 [3] /, or with a source of mechanical vibrations made in the form of a shaft mounted on a building with an electric motor and eccentrics / cm. RF patent for utility model No. 110790, class. E04D 13/076, 2010 [4] /, or with a source of mechanical vibrations and pulses in the form of a mobile vibrator connected to a vibroconductor consisting of a set of horizontal and vertical metal rods / cm. RF patent for utility model No. 110789, class. E04D 13/064, 2010 [5] /, or with sources of mechanical pulses interacting with waveguides made of profile structures fixed with an inlet relative to the edge of the roof / cm. Utility Model Patent No. 90450, class. E01C 11/24, 2009 [6] /.

Недостатками всех известных устройств являются предельная сложность конструкции вследствие необходимости использования специальных вибро-импульсных возбудителей, вибропроводов и волноводов, кинематических исполнительных механизмов и т.д., значительные энергозатраты, низкие эксплуатационные характеристики устройств из-за отсутствия возможности полной автоматизации процесса удаления сосулек, наледи и снега с краев кровли, причем, на начальной стадии их образования без создания опасности для людей и объектов.The disadvantages of all known devices are the extreme complexity of the design due to the need to use special vibration-pulse exciters, vibroconductors and waveguides, kinematic actuators, etc., significant energy consumption, low operational characteristics of the devices due to the lack of the ability to fully automate the process of removing icicles, ice and snow from the edges of the roof, and, at the initial stage of their formation without creating a danger to people and objects.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является устройство для автоматического механического удаления сосулек со свесов здания, содержащее закрепленный на стене мотор-редуктор с блоком управления и рабочим органом, размещенным вдоль свеса внизу, закрепленным кронштейнами к стене здания на противоположных концах, выполненным в виде продольных, вращающихся от мотор-редуктора валов и оснащенным скалывателями сосулек, выполненными в виде продольных лопаток, равномерно соединенных с валом /см. патент РФ на полезную модель №108466, кл. E04D 13/076, 2011 [7]/, и принятое за прототип.The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of essential features is a device for automatic mechanical removal of icicles from the building’s overhangs, containing a gear motor mounted on the wall with a control unit and a working body located along the overhang below, fixed by brackets to the walls of the building on opposite ends made in the form of longitudinal shafts rotating from a gear motor and equipped with icicle cleavers made in the form of longitudinal blades equal to appropriately connected to the shaft / cm. RF patent for utility model No. 108466, cl. E04D 13/076, 2011 [7] /, and adopted as a prototype.

Недостатками устройства-прототипа являются предельная сложность и низкая надежность конструкции, значительное потребление энергии, а главное - низкая степень автоматизации, не позволяющая автоматически удалять сосульки уже на начальном этапе их формирования автономно без участия человека.The disadvantages of the prototype device are the extreme complexity and low reliability of the design, significant energy consumption, and most importantly, a low degree of automation that does not allow the icicles to be automatically removed at the initial stage of their formation autonomously without human intervention.

Сущность изобретения заключается в создании предельно простой, надежной и автономной конструкции, обеспечивающей автоматическое механическое удаление сосулек со свесов кровли полностью без участия человека уже на начальном этапе их формирования.The essence of the invention lies in the creation of an extremely simple, reliable and autonomous design, which provides automatic mechanical removal of icicles from the eaves of the roof completely without human intervention at the initial stage of their formation.

Технический результат - упрощение конструкции, повышение надежности и обеспечение полной автономности устройства, а также автоматизация процесса, полностью исключающая вмешательство человека.The technical result is a simplification of the design, increasing reliability and ensuring the complete autonomy of the device, as well as automation of the process, completely eliminating human intervention.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для автоматического механического удаления сосулек со свесов кровли здания, включающем закрепленный вдоль свеса снизу на стене здания с помощью кронштейнов рабочий орган с приводным механизмом и скалывателем сосулек, особенность заключается в том, что рабочий орган выполнен в виде нескольких дугообразных скоб из легкого пластика, обращенных выпуклостью к стене и упруго закрепленных своей средней частью на натянутой стальной струне, смещенной от края свеса к стене и снабженной прикрепленным к ней резьбовым стержнем с гайкой - противовесом, скалыватели сосулек представляют собой жесткий стержень, соединяющий между собой верхние концы дугообразных скоб, а приводной механизм рабочего органа выполнен в виде срезанной сверху с принятием корытообразной формы трубки из гидрофобного материала, прикрепленной нижней частью к внутренним поверхностям нижних концов дугообразных скоб под краем свеса по всей его длине.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known device for automatic mechanical removal of icicles from the overhangs of the roof of the building, including the working body with the drive mechanism and the icicles cleaver fixed along the overhang from below on the wall of the building, the feature is that the worker the body is made in the form of several curved brackets made of light plastic, convex to the wall and elastically fixed with its middle part on a stretched steel str une, offset from the edge of the overhang to the wall and equipped with a threaded rod attached to it with a counterweight nut, icicle shears are a rigid rod connecting the upper ends of the arcuate staples to each other, and the drive mechanism of the working body is made in the form of a tube cut off from above with the adoption of a trough-like shape from a hydrophobic material attached to the inner surfaces of the lower ends of the arcuate brackets underneath the edge of the overhang along its entire length.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где схематично показано предлагаемое устройство на виде на здание спереди на фиг.1 и на виде сбоку на фиг.2 с иллюстрацией характера перемещений рабочего органа.The invention is illustrated by drawings, which schematically shows the proposed device in a front view of the building in figure 1 and in side view in figure 2 with an illustration of the nature of the movements of the working body.

Устройство для автоматического механического удаления сосулек 1 со свесов 2 кровли 3 здания 4 включает закрепленный вдоль свеса 2 снизу на стене 5 здания 4 с помощью кронштейнов 6 рабочий орган с приводным механизмом и скалывателями сосулек 1. При этом рабочий орган выполнен в виде нескольких дугообразных скоб 7 из легкого жесткого пластика, обращенных выпуклостью к стене 5 и упруго закрепленных /подвешенных/ своей средней частью на натянутой на кронштейнах 6 толстой стальной струне 8, параллельной свесу 2 и смещенной от края свеса 2 к стене 5 /на рисунке показаны только две скобы 7 и один кронштейн 6/. Крепление скоб 7 на струне 8 осуществлено с помощью специальных отверстий 9, по два в каждой скобе 7, сквозь которые пропущена и зафиксирована струна 8. Струна 8 снабжена балансиром, выполненным в виде прикрепленного /припаянного/ к ней с внутренней стороны в исходном состоянии /со стороны стены 5/ резьбового стержня 10 с навернутой на него гайкой-противовесом 11. При этом для рабочего органа достаточно одного балансира, размещенного примерно в центре его длины. Скалыватели сосулек 1 представляют собой тонкий жесткий стержень 12 /лучше всего в виде стальной пластинки/, соединяющий между собой верхние концы дугообразных скоб 7. При этом скобы 7 зафиксированы на стержне 12 с помощью специальных скобок /на рисунке это крепление не показано/. Таким образом, дугообразные скобы 7, соединенные стержнем 12, представляют собой единое тело, упруго подвешенное на струне 8 с возможностью совершения крутильных колебаний вместе со струной 8. Приводной механизм рабочего органа, вызывающий вышеуказанные крутильные колебания, выполнен в виде срезанной сверху с принятием корытообразной формы трубки 13 из гидрофобного материала, прикрепленной нижней частью к внутренним поверхностям нижних концов дугообразных скоб 7 под краем свеса 2 по всей длине. При этом по концам трубка 13 имеет торцевые стенки 14 для скопления в трубке 13 талой воды 15, стекающей с кровли 3 по свесу 2, а крепление трубки 13 к скобам 7 осуществлено с помощью специальной мастики /на рисунках крепление не показано/. В общем случае в трубке 13 выполняется диаметральный срез /как показано на рисунках/, однако в частных случаях в процессе отработки устройства глубина среза, то есть центральный угол части полого цилиндра 13 может быть изменен. Срезанная трубка 13 выполнена из гидрофобного материала, то есть материала, не смачиваемого водой. Это позволяет исключить примерзание талой воды 15 к трубке 13 при температурах в диапазоне -2° ÷ +2°С интенсивного сосулькообразования и выливаться из трубки 13 при ее наклонах. В качестве гидрофобного материала в устройстве целесообразно использовать фторопласт или легкую твердую резину.The device for automatic mechanical removal of icicles 1 from the overhangs 2 of the roof 3 of the building 4 includes a working body fixed along the overhang 2 from below to the wall 5 of the building 4 using brackets 6 with a drive mechanism and icicle cleaver 1. The working body is made in the form of several arcuate staples 7 from light hard plastic, convex to the wall 5 and elastically fixed / suspended / with its middle part on a thick steel string 8 stretched on the brackets 6, parallel to the overhang 2 and offset from the edge of the overhang 2 to the wall 5 / on isunke show only two brackets 7 and one bracket 6 /. The brackets 7 are fixed on the string 8 using special holes 9, two in each bracket 7, through which the string 8 is passed and fixed. The string 8 is equipped with a balancer made in the form of attached / soldered / to it from the inside in the initial state / with the sides of the wall 5 / threaded rod 10 with a counterbalanced nut 11 screwed onto it. In this case, for the working body one balancer is located approximately in the center of its length. Icicle cleavers 1 are a thin rigid rod 12 / best in the form of a steel plate / connecting the upper ends of the arcuate brackets 7. The brackets 7 are fixed on the rod 12 using special brackets / this mount is not shown in the figure /. Thus, the arcuate brackets 7 connected by the rod 12, represent a single body, resiliently suspended on the string 8 with the possibility of torsional vibrations together with the string 8. The drive mechanism of the working body, causing the above torsional vibrations, is made in the form of a cut from above with the adoption of a trough-shaped tubes 13 of hydrophobic material attached to the inner surfaces of the lower ends of the arcuate staples 7 below the edge of the overhang 2 along the entire length. At the same time, at the ends of the tube 13 has end walls 14 for accumulation in the tube 13 of melt water 15, flowing down from the roof 3 through the overhang 2, and the tube 13 is attached to the brackets 7 using a special mastic / not shown in the figures /. In the general case, a diametrical cut is performed in the tube 13 / as shown in the figures /, however, in particular cases, during the testing of the device, the cut depth, i.e., the central angle of the part of the hollow cylinder 13, can be changed. The cut off tube 13 is made of a hydrophobic material, i.e. a material not wetted by water. This allows to exclude the freezing of melt water 15 to the tube 13 at temperatures in the range of -2 ° ÷ + 2 ° C of intensive icicle formation and pour out of the tube 13 when it is inclined. It is advisable to use fluoroplastic or light hard rubber as a hydrophobic material in the device.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.The work of the proposed device is as follows.

В исходном состоянии рабочий орган, состоящий из упруго закрепленных на натянутой струне 8 скоб 7, соединенных стержнем 12 с прикрепленной к нижним частям скоб 7 пустой срезанной трубкой 13, уравновешивают с помощью противовеса 11, смещаемого по резьбовому стержню 10 и фиксируемого с помощью специальной мастики. При этом в равновесном состоянии верхние концы скоб 7 со стержнем 12 находятся вблизи края свеса 2 с некоторым смещением к стене 5, то есть рядом с местом возможного расположения сосулек 1, а срезанная корытообразная трубка 13 - непосредственно под краем свеса 2. При температурах в диапазоне -2°С ÷ +2°С интенсивного сосулькообразования со свеса 2 стекает талая вода 15, постепенно заполняющая трубку 13. При этом баланс рабочего органа /7, 12, 13/ нарушается, и он разворачивается на струне 8 против часовой стрелки на фиг.2 /два последовательных положения рабочего органа при таком развороте показаны пунктирными линиями/. Поворот сопровождается проходом стержнем 12 зоны расположения сосулек 1 и их удалением вблизи основания. Одновременно при повороте трубка 13 разворачивается на угол /перекашивается/, талая вода 15 выливается из трубки 13, после чего рабочий орган /7, 12, 13/ автоматически возвращается в исходное уравновешенное состояние, причем, стержень 12 опять проходит через зону расположения сосулек 1. Далее - опять наполнение трубки 13, опять разворот рабочего органа и т.п. В результате происходит автоматический и периодический проход стержнем 12-скалывателем-зоны образования сосулек 1 в прямом и обратном направлениях. Это не дает возможности сосулькам 1 вырасти до значительных размеров и обеспечивает их автоматическое удаление сразу на стадии формирования без создания опасности для расположенных внизу людей и объектов /сосульки 1 осыпаются мелкими крошками. Причем, со стороны стержня 12 не требуется приложения к сосулькам 1 значительных усилий, нет необходимости придания рабочему органу значительной угловой скорости - достаточен его плавный периодический разворот туда и обратно под действием неуравновешенных моментов сил. Выполнение трубки 13 из гидрофобного материала позволяет талой воде 15 легко выливаться из трубки при ее наклонах без примерзания к стенкам. Устройство имеет предельно простую конструкцию, надежно, полностью автономно, исключает затраты электрической энергии, позволяет автоматизировать процесс удаления сосулек до полного исключения человеческих трудозатрат.In the initial state, the working body, consisting of brackets 7, which are elastically attached to the tensioned string 8, connected by a rod 12 to an empty cut-off tube 13 attached to the lower parts of the brackets 7, is balanced by means of a counterweight 11, which is displaced along the threaded rod 10 and fixed with a special mastic. At the same time, in the equilibrium state, the upper ends of the brackets 7 with the rod 12 are located near the edge of the overhang 2 with some offset towards the wall 5, that is, near the place of possible location of the icicles 1, and the cut trough-like tube 13 is directly under the edge of the overhang 2. At temperatures in the range -2 ° С ÷ + 2 ° С of intensive icicle formation from overhang 2 melt water 15 flows, gradually filling the tube 13. In this case, the balance of the working body / 7, 12, 13 / is disturbed, and it unfolds on the string 8 counterclockwise in FIG. 2 / two consecutive slave positions the other organ at such a turn is shown by dashed lines. The rotation is accompanied by the passage of the rod 12 of the zone of location of the icicles 1 and their removal near the base. At the same time, when turning, the tube 13 is rotated through an angle / skewed /, melt water 15 is poured out of the tube 13, after which the working body / 7, 12, 13 / automatically returns to its original balanced state, and, the rod 12 again passes through the zone of location of the icicles 1. Next - again filling the tube 13, again the turn of the working body, etc. The result is an automatic and periodic passage of the rod 12-cleaver-zone formation of icicles 1 in the forward and reverse directions. This does not allow the icicles 1 to grow to a significant size and ensures their automatic removal immediately at the formation stage without creating a danger to the people below and the objects / icicles 1 are showered with small crumbs. Moreover, from the side of the rod 12, it is not necessary to apply considerable effort to the icicles 1, there is no need to give the working body a significant angular velocity - its smooth periodic turn back and forth under the influence of unbalanced moments of forces is sufficient. The implementation of the tube 13 of a hydrophobic material allows melt water 15 to easily pour out of the tube when it is inclined without freezing to the walls. The device has an extremely simple design, reliable, completely autonomous, eliminates the cost of electrical energy, allows you to automate the process of removing icicles to the complete exclusion of human labor.

Claims

Device for automatic mechanical removal of icicles from overhangs of the roof of a building, including a working body fixed along the overhang from below on the wall of the building using brackets with a drive mechanism and icicle cleavers, characterized in that the working body is made in the form of several arcuate staples made of light plastic, convex to wall and elastically fixed with its middle part on a stretched steel string, offset from the edge of the overhang to the wall and equipped with a threaded rod attached to it with a counterweight nut m, icicle cleavers are a rigid rod connecting the upper ends of the arcuate brackets to each other, and the drive mechanism of the working body is made in the form of a tube cut out of a hydrophobic material cut off from above and attached to the inner surfaces of the lower ends of the arcuate brackets under the edge of the overhang its entire length.