RU2511149C1

RU2511149C1 - Device for automatic mechanical removal of icicles

Info

Publication number: RU2511149C1
Application number: RU2012138945/03A
Authority: RU
Inventors: Давид Михайлович Белый
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2014-04-10
Also published as: RU2012138945A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to the field of construction, in particular, to a device for automatic mechanical removal of icicles from building roofs. The device for removal of icicles from roof eaves includes a working element fixed by brackets and made in the form of shafts, a driving mechanism and icicle breakers. Shafts freely with possibility of rotation are inserted into fluoroplastic bushings in brackets. Icicle breakers are made in the form of "П"-shaped cranked bends on shafts, stretching during rotation of the shaft directly under the eave. The driving mechanism is made in the form of a disc with cups fixed on the shaft, and the cups are arranged on its rim and periodically filled and emptied with melted water drained from the roof, as a result of which shafts rotate with icicle breakers.

EFFECT: increased operational 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 свесом кровли здания, содержащее шарнирно прикрепленный к свесу кровли поворотный сбивающий орган, выполненный составным из шарнирно соединенных полос и снабженный бойком, соединенным с гибкой связью / см., например, а.с. СССР №1188288, кл. Е04D 13/06, 1982 [1]/.A device for mechanical removal of icicles, ice and snow with an overhang of the roof of the building, comprising a swivel knocking body pivotally attached to the overhang of the roof, made up of pivotally connected 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, значительные трудоемкость процесса 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, significant complexity of the process and the complexity of the design.

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 задерживания на своей поверхности сосулек, наледи и снега / см. патент РФ на полезную модель №90823, кл. Е04D 13/076, 2009 [2]/.There is also known 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 on its surface / see RF patent for utility model No. 90823, cl. E04D 13/076, 2009 [2] /.

Недостатком известного устройства являются низкие эксплуатационные характеристики вследствие опасности накопления на выступающих краях кровли значительных масс снега, льда и сосулек и возможности их самопроизвольного обрушения.A disadvantage of the known device is its low performance due to 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 устройства электромеханического типа для удаления сосулек, снега и льда со свесом кровли, предусматривающие соединение упругого свеса либо с пространственным кинематическим механизмом с гибкими сбивающими органами и мотором-редуктором / см. патент РФ на полезную модель №104589, кл. Е04D 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. Е04D 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 стрежней / см. патент РФ на полезную модель №110789, кл. Е04D 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. Е01С 11/24, 2009 [6]/.In addition, electromechanical devices are known for removing icicles, snow and ice with a roof overhang, providing for the connection of an elastic overhang either with a spatial kinematic mechanism with flexible knocking bodies and a gear motor / see RF patent for utility model No. 104589, cl. Е04D 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 / see RF patent for utility model No. 110790, class. Е04D 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 / see RF patent for utility model No. 110789, cl. Е04D 13/064, 2010 [5] /, or with sources of mechanical impulses interacting with waveguides made of profile structures fixed with an inlet relative to the edge of the roof / see utility model patent No. 90450, class. ЕСС 11/24, 2009 [6] /.

Недостатками всех известных устройств являются предельная сложность конструкции вследствие необходимости использования специальных вибро-импульсных возбудителей, вибропроводом, 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, 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 зданий, содержащее закрепленный на стене мотор-редуктор с блоком управления и рабочим органом, размещенным вдоль свеса снизу, закрепленным кронштейнами к стене здания на противоположных концах, выполненным в виде продольных, периодически вращающихся от мотора-редуктора валов и оснащенным скалывателями сосулек, выполненными в виде продольных лопаток, равномерно соединенных с валом / см. патент РФ на полезную модель №108466, кл. Е04D 13/076, 2011 [7]/, 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 building eaves, containing a gear motor mounted on the wall with a control unit and a working body located along the overhang from below, fixed by brackets to the building’s walls on opposite ends made in the form of longitudinal shafts periodically rotating from the gear motor and equipped with icicle cleavers made in the form of a longitudinal x blades evenly connected to the shaft / see RF patent for utility model No. 108466, class. Е04D 13/076, 2011 [7] /, 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 полностью 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 completely 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 автоматизации устройства, а также автоматизации процесса, полностью исключающая вмешательство человека.The technical result is to simplify the design, increase reliability and ensure complete automation of the device, as well as process automation, completely eliminating human intervention.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для автоматического механического удаления сосулек со свесов кровли, включающем закрепленный вдоль свеса снизу на стене здания с кронштейнами рабочий орган, выполненный в виде валов, имеющих возможность регулировочного вращения в кронштейнах, приводной механизм и скалыватели сосулек, особенность заключается в том, что валы свободно с ограничением осевых смещений вставлены в установленные на кронштейнах фтороплатовые втулки, скалыватели сосулек выполнены в виде П-образных коленчатых изгибов на валах в местах повышенной опасности образования сосулек, а приводной механизм представляет собой закрепленный на прямой части каждого из валов легкий концентричный диск, имеющий возможность осевого регулировочного смещения в зону максимальной интенсивности стока с кровли талой воды и снабженный равномерно прикрепленным к нему боковым поверхностями по контуру торца диска стаканами из гидрофобного материала, ориентированными открытым верхом в одну сторону при обходе диска.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 roof overhangs, including a working body fixed along the overhang from below on the wall of the building with brackets, made in the form of shafts having the ability to adjust rotation in brackets, a drive mechanism and icicle cleavers, the peculiarity is that the shafts are freely inserted with limitation of axial displacements into the fluoroplate bushings mounted on the brackets, icicle spreaders are made in the form of U-shaped bent bends on the shafts in places of increased danger of icicle formation, and the drive mechanism is a light concentric disk fixed on the direct part of each shaft, with the possibility of axial adjustment to the zone of maximum flow rate from the melt water roof and equipped with evenly attached side surfaces along the contour of the disk end face with glasses of hydrophobic material oriented with the open top oriented to one side when going around drive.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где схематично показано предлагаемое устройство на виде на здание спереди на фиг.1 и на виде сбоку /справа/ на фиг.2.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 / right / in figure 2.

Устройство для автоматического механического удаления сосулек 1 со свесов 2 кровли 3 здания 4 включает закрепленный кронштейнами 5 снизу вдоль края свеса 2 на стене 6 здания 4 рабочий орган, выполненный в виде валов 7, имеющих возможность периодического вращения в кронштейнах 5, приводной механизм и скалыватели сосулек 1. При этом валы 7 /на рисунках показан только один вал на участке свеса 2/ свободно с ограничением осевых смещений с помощью плотно введенных в тело валов 7 штифтов 8 вставлены в установленные на кронштейнах 5 фторопластовые втулки 9. Последние вставлены по прессовой посадке по своему наружнему диаметру в отверстия цилиндрических утолщений 10 на наружных концах кронштейнов 5. Выполнение втулок 9 из фторопласта, то есть материала с наиболее ярко выраженными гидрофобными свойствами, исключает опасность примерзания валов 7 ко втулкам 9 в диапазоне температур порядка -2°С÷+2°С наиболее интенсивного сосулькообразования и обеспечивает возможность периодического вращения валов 7 во втулках 9 при действии приводного механизма. Скалыватели сосулек 1 выполнены в виде П-образных коленчатых изгибов 11 на валах 7 в местах повышенной опасности образования соссулек 1 на свесах 2 кровли 3. Такими местами являются участки свесов 2, расположенные над тротуарами, метами скопления людей, стоянок автомобилей и т.п. Высота колена изгиба 11 должна быть такой, чтобы при вращении вала 7 параллельная прямым участкам вала 7 и свесу 2 протяженная часть П-образного изгиба 11 проходила возможно ближе к нижней поверхности свеса 2 /при этом сосульки 1 срезаются практически под основанием/. Приводной механизм вращения валов 7 представляет собой закрепленный на прямой части 7 каждого из валов легкий диск 12, концентричный этой части вала 7, имеющий возможность осевого регулировочного смещения в зону максимальной интенсивности стока с кровли 3 талой воды. Диск 12 выполнен из прочной пластмассы, а его осевое регулировочное смещение вдоль вала 7 с последующей фиксацией осуществлено с помощью ввернутого в специальный фланец 13 диска 12 винта 14. Выбор зоны максимальной интенсивн6ости стока с кровли 3 талой воды осуществляют уже непосредственно в процессе установки и настройки устройства, причем такие зоны могут быть обусловлены конструкцией кровли 3 / наличием наклонных панелей, складок, угловых участков с воронкой и трубопроводом, водоотводящих лотков и т.п., раструбов/, а могут возникнуть случайно при выполнении кровельного покрытия. Как показывает практика, на каждом из вращающихся валов 7 для достаточной эффективности вращения без излишнего усложнения конструкции достаточно одного приводящего диска 12. Диск 12 снабжен равномерно прикрепленными к нему боковыми поверхностями по контуру торца диска стаканами 15 из гидрофобного материала, ориентированными открытым верхом в одну сторону при обходе диска 12. В качестве гидрофобного материала для изготовления стаканов 15 целесообразно использовать жесткую литьевую резину /использование фторопласта для изготовления таких объемных деталей увеличивает стоимость устройства/. Кроме того, при креплении резиновых стаканов 15 боковыми поверхностями к торцу пластмассового диска 12 путем приклеивания специальным клеем достигается высокая надежность и прочность соединения. В результате вышеуказанной сборки и настройки устройства /см. фиг.2/ стаканы 15 оказываются расположенными непосредственно под краем свеса 2 в зоне максимальной интенсивности стока с кровли 3 талой воды.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 by brackets 5 from the bottom along the edge of the overhang 2 on the wall 6 of the building 4, made in the form of shafts 7, which can be periodically rotated in the brackets 5, a drive mechanism and icicle cleavers 1. In this case, shafts 7 / in the figures only one shaft is shown on the overhang 2 / freely with axial displacement limited by 7 pins 8 tightly inserted into the shaft body 8 and inserted into the fluoroplastic sleeves mounted on the brackets 5 9. The latter are inserted by pressing fit along their outer diameter into the holes of the cylindrical bulges 10 at the outer ends of the brackets 5. The execution of the bushings 9 of fluoroplastic, that is, the material with the most pronounced hydrophobic properties, eliminates the danger of freezing of the shafts 7 to the bushings 9 in a temperature range of the order of -2 ° С ÷ + 2 ° С of the most intensive icicle formation and provides the possibility of periodic rotation of the shafts 7 in the bushings 9 under the action of the drive mechanism. Icicle cleavers 1 are made in the form of U-shaped bent bends 11 on shafts 7 in places of increased danger of formation of scythe 1 on overhangs 2 of roof 3. These places are sections of overhangs 2 located above sidewalks, crowded places, car parks, etc. The height of the bend of the bend 11 should be such that when the shaft 7 rotates parallel to the straight sections of the shaft 7 and the overhang 2, the extended part of the U-shaped bend 11 passes as close as possible to the lower surface of the overhang 2 / while the icicles 1 are cut almost under the base /. The drive mechanism for the rotation of the shafts 7 is a light disk 12 mounted on the straight part 7 of each of the shafts, concentric with this part of the shaft 7, with the possibility of axial adjustment to the zone of maximum intensity of runoff from the roof 3 of melt water. The disk 12 is made of durable plastic, and its axial adjustment displacement along the shaft 7 with subsequent fixation is carried out by means of a screw 14 screwed into a special flange 13 of the disk 12. The zone of maximum intensity of runoff from the roof 3 of melt water is selected directly during installation and setup of the device moreover, such zones can be determined by the construction of the roof 3 / by the presence of inclined panels, folds, corner sections with a funnel and a pipeline, drainage trays, etc., sockets /, and they may occasionally occur o when performing roofing. As practice shows, on each of the rotating shafts 7, for one sufficient rotation efficiency without unnecessarily complicating the design, one drive disk 12 is sufficient. The disk 12 is equipped with side surfaces evenly attached to it along the disk end face by cups 15 made of hydrophobic material oriented with an open top in one direction at bypassing the disk 12. As a hydrophobic material for the manufacture of glasses 15 it is advisable to use hard molding rubber / use of fluoroplastic for the manufacture of such volumetric parts increases the cost of the device. In addition, when mounting the rubber cups 15 with side surfaces to the end face of the plastic disc 12 by gluing with special glue, high reliability and strength of the joint are achieved. As a result of the above assembly and device settings / cm. figure 2 / glasses 15 are located directly under the edge of the overhang 2 in the zone of maximum intensity of flow from the roof 3 of melt water.

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

В исходном состоянии при пустых стаканах 15 рабочий орган, состоящий из вала 7, диска 12, стаканов 15…, займет равновесное положение, при котором П-образный коленчатый изгиб 11 вала 7 естественно будет обращен вниз. При температурах интенсивного сосулькообразования порядка -2°С+-+2°С стекающая со свеса 2 талая вода будет заполнять стаканы 15, расположенные по одному из сторон диска 12 относительно его вертикальной оси симметрии /при ориентации стаканов 15 в сторону, показанную на фиг.2, будут заполняться стаканы 15 по левую сторону от оси вращения диска 12/. При этом равновесие рабочего органа нарушится, и он начнет поворачиваться против часовой стрелки на фиг.2 /показано стрелкой/, талая вода будет постепенно заполнять пустые стаканы 14, ориентированные открытым верхом вверх, то есть слева от оси вращения, и, наоборот, выливаться из стаканов 15, повернутых дном вверх, то есть справа от оси вращения. Таким образом, до тех пор пока талая вода с кровли 3 будет стекать на диск 12, будет происходить автоматически вращение вала 7. При этом его изгиб 11 будет при каждом обороте проходить непосредственно под краем свеса 2 и срезать сосульки 1 под основанием непосредственно на стадии их формирования полностью автономно без участия человека и потребления энергии от источника. Причем здесь нет необходимости приложения к рабочему органу значительных вращающих моментов или создания его больших угловых скоростей вращения, так как сосульки 1 убираются на стадии формирования, и достаточно даже медленного периодического прохождения изгибом 11 оси 7 зоны под краем свеса 2 на его опасных участках. Талая вода не примерзает к стаканам 15 из гидрофобного материала, при отсутствии стока с кровли 3 талой воды рабочий орган автоматически возвращается в исходное состояние. Устройство предельно простой конструкции, абсолютно автономно, надежно, максимально автоматизировано, универсально эффективно, полностью исключает энергозатраты, годно для любых типов зданий и крыш.In the initial state, with empty glasses 15, the working body, consisting of a shaft 7, a disk 12, glasses 15 ..., will take an equilibrium position in which the U-shaped cranked bend 11 of the shaft 7 will naturally face down. At temperatures of intense icicle formation of the order of -2 ° C + - + 2 ° C, melt water flowing from the overhang 2 will fill the glasses 15 located on one side of the disk 12 relative to its vertical axis of symmetry / when the glasses 15 are oriented to the side shown in FIG. 2, cups 15 will be filled on the left side of the axis of rotation of the disk 12 /. In this case, the balance of the working body will be violated, and it will begin to turn counterclockwise in figure 2 / shown by the arrow /, melt water will gradually fill the empty glasses 14, oriented open top up, that is, to the left of the axis of rotation, and, conversely, pour out glasses 15, turned upside down, that is, to the right of the axis of rotation. Thus, until meltwater flows from the roof 3 to the disk 12, the shaft 7 will automatically rotate. Moreover, its bend 11 will pass immediately below the edge of the overhang 2 at each turn and cut the icicles 1 under the base directly at the stage formations are completely autonomous without human participation and energy consumption from the source. Moreover, there is no need to apply significant torques to the working body or create its large angular rotational speeds, since icicles 1 are removed at the stage of formation, and even a slow periodic passage through bend 11 of axis 7 of the zone under the edge of overhang 2 in its dangerous sections is sufficient. Melt water does not freeze to glasses 15 of hydrophobic material, in the absence of runoff from the roof 3 of melt water, the working body automatically returns to its original state. The device is extremely simple in design, absolutely autonomous, reliable, as automated as possible, universally efficient, completely eliminates energy costs, suitable for all types of buildings and roofs.

Claims

Device for automatic mechanical removal of icicles from overhangs of the roof of a building, including a working body fixed by brackets along the edge of the overhang on the wall of the building, made in the form of shafts that can be periodically rotated in brackets, a drive mechanism and icicle cleavers, characterized in that the shafts are freely limited axial displacements are inserted into the fluoroplastic sleeves mounted on the brackets, the icicle shears are made in the form of U-shaped bent bends on the shafts in places of increased danger the formation of icicles, and the drive mechanism is a light concentric disk mounted on the straight part of each of the shafts, with the possibility of axial adjustment to the zone of maximum intensity of runoff from the melt water roof and equipped with evenly attached side surfaces along the contour of the disk end with glasses made of hydrophobic material oriented open top to one side when crawling a disc.