RU2708730C1

RU2708730C1 - Device for removal of ice from eaves of buildings and structures

Info

Publication number: RU2708730C1
Application number: RU2019107903A
Authority: RU
Inventors: Владимир Андреевич Захаренко; Михаил Юрьевич Николаев
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2019-12-11

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to construction, in particular to a device for removing ice from eaves of building. In device for ice removal as electrical power source solar battery is introduced, a instead of program switch there used is trigger uncontrolled diode. Solar battery is connected to the input of the electric-discharge power supply source through the diode, and its output is connected to the electromagnetic inductor of the eddy currents through the trigger-free uncontrolled diode.

EFFECT: device simplification.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехническим устройствам, использующим электромагнитные взаимодействия для создания механических сил и может применяться для удаления льда с карнизов крыш зданий и сооружений и обрушения материалов, находящихся на поверхностях в промышленности, стационарных и транспортных средствах, жилищно-коммунальном хозяйстве и т.д.The invention relates to electrical devices that use electromagnetic interactions to create mechanical forces and can be used to remove ice from the eaves of roofs of buildings and structures and the collapse of materials on surfaces in industry, stationary and vehicles, housing and communal services, etc.

Известны ручные инструменты в которых механические силы создаются гидроприводом или электроприводами, которые применяются для обрушения различных материалов, например, «Ручной инструмент» по а.с. № 737713.Known hand tools in which mechanical forces are created by hydraulic or electric drives, which are used to collapse various materials, for example, "Hand tools" by A. with. No. 737713.

Известно устройство [а.с. №918220, B65G 65/30, 07.04.1982г], подключенное к источнику импульсного тока, содержащего питающую сеть, например 220В, подключенной к преобразующему блоку, который повышает напряжение и преобразует переменный ток в постоянный, параллельно цепи преобразующего блока подключена батарея конденсаторов, связь которой с электромагнитной катушкой осуществляется через разрядное устройство кабельной цепочкой, рабочую парамагнитную пластину из материала высокой электропроводности, расположенную между электромагнитной катушкой и обрабатываемой поверхностью бункера.A device is known [a.s. No. 918220, B65G 65/30, 04/07/1982], connected to a pulse current source containing a supply network, for example 220V, connected to a conversion unit that increases the voltage and converts alternating current to direct, a capacitor bank is connected in parallel to the conversion unit circuit, communication which with an electromagnetic coil is carried out through the discharge device by a cable chain, a working paramagnetic plate of high conductivity material located between the electromagnetic coil and the work surface Strongly bunker.

В данном устройстве по окончании заряда батареи конденсаторов от питающей сети 220В через преобразующий блок производится подключение батареи конденсаторов к электромагнитной катушке посредством разрядного устройства (коммутатора). В результате этого, за короткий промежуток времени, происходит высвобождение энергии, накопленной на конденсаторной батарее, по кабельной цепочке в электромагнитную катушку, где создается кратковременное электромагнитное поле большой интенсивности. Это поле взаимодействует с закрепленными у катушки парамагнитной и дополнительной пластинами, наводя в них вихревые токи, создающие свои электромагнитные поля. Взаимодействие этих полей приводит к взаимному отталкиванию обеих пластин, одна из которых передает энергию отталкивания на очищаемую поверхность. Удаление налипшего материала с очищаемой поверхности осуществляется за счет упругой деформации.In this device, at the end of the charge of the capacitor bank from the 220V supply network, the capacitor bank is connected to the electromagnetic coil through the discharge device (switch) through the conversion unit. As a result of this, in a short period of time, the energy stored on the capacitor bank is released through the cable chain to the electromagnetic coil, where a short-time electromagnetic field of high intensity is created. This field interacts with the paramagnetic and additional plates fixed at the coil, inducing eddy currents in them, creating their own electromagnetic fields. The interaction of these fields leads to the mutual repulsion of both plates, one of which transfers the repulsion energy to the surface being cleaned. The adhering material is removed from the surface being cleaned by elastic deformation.

Известно также устройство [патент Великобритании № 1407859, кл. F22C, 1972] для отделения наслоений, где используется накопленная в конденсаторах электрическая энергия, которая за короткий промежуток времени разряжается на электромагнитную катушку, закрепленную на стенке очищаемого бункера. A device is also known [UK patent No. 1407859, cl. F22C, 1972] for separating layers, which use electric energy stored in capacitors, which is discharged in a short period of time to an electromagnetic coil, mounted on the wall of the hopper being cleaned.

Известно устройство [а.с. № 2394183, C2 19/34, F21S9/02, 10.07.2010г], автономного освещения дорог, содержащее солнечные батареи, аккумулятор батарей, датчик движения, датчик освещенности, устройство управления, лампу светильника, таймер, вторую лампу светильника. Технический результат - увеличение длительности работы автономного устройства освещения за счет рационального использования накопленной солнечной энергии.A device is known [a.s. No. 2394183, C2 19/34, F21S9 / 02, 07/10/2010], autonomous road lighting containing solar panels, a battery, a motion sensor, a light sensor, a control device, a lamp, a timer, a second lamp. The technical result is an increase in the duration of the autonomous lighting device due to the rational use of the accumulated solar energy.

Известно устройство [а.с. № 1038399 А, E01C 19/34; E02D 3/046 30.08.1983г], c помощью которого происходит утрамбовка материалов. Это устройство содержит корпус с катушкой индуктивности, соединенной с источником тока, приемный элемент и трамбующую плиту, снабжено генератором электрических импульсов с разрядным накопителем энергии и программным коммутатором. Катушка индуктивности расположена перпендикулярно приемному элементу, контактирующему с трамбующей плитой.A device is known [a.s. No. 1038399 A, E01C 19/34; E02D 3/046 08/30/1983], with the help of which the ramming of materials occurs. This device contains a housing with an inductor connected to a current source, a receiving element and a ramming plate, equipped with an electric pulse generator with a discharge energy storage device and a program switch. The inductor is perpendicular to the receiving element in contact with the ramming plate.

При включении программного коммутатора разрядный накопитель энергии разряжается на катушку индуктивности, при этом импульс тока создает вблизи катушки импульсное магнитное поле, наводящее в электропроводном материале приемного элемента вторичный импульсный ток. Взаимодействие первичного и наведенного токов приводит к резкому отталкиванию приемного элемента вместе с трамбующей плитой, которой сообщается ударный импульс. В паузах между импульсами происходит накопление электрической энергии в разрядном накопителе, расходуемой на очередной импульс.When the software switch is turned on, the discharge energy storage is discharged to the inductor, while the current pulse creates a pulsed magnetic field near the coil, which induces a secondary pulsed current in the electrically conductive material of the receiving element. The interaction of the primary and induced currents leads to a sharp repulsion of the receiving element together with the tamper plate, which is given a shock pulse. In the pauses between pulses, electric energy is accumulated in the discharge storage device consumed by the next pulse.

Известно устройство [а.с. № 1638285, E04D 13/06, 30.03.1991г]. Устройство включает электромагнитный индуктор вихревых токов, соединенный с электроразрядным источником питания. При работе индукторов вихревых токов создаются импульсы силы, преобразованные от импульсов электромагнитного поля, созданного при включении разрядного источника электроэнергии.A device is known [a.s. No. 1638285, E04D 13/06, 03/30/1991]. The device includes an electromagnetic eddy current inductor connected to an electric-discharge power source. During operation of eddy current inducers, force pulses are generated, converted from pulses of the electromagnetic field created when the discharge source of electricity is turned on.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство [Левин И.А. Мы сбиваем сосульки с крыши.- Химия и жизнь. 1982. № 12. с.82-85.] для удаления льда с карниза здания и сооружения, содержащее индуктор в виде соленоидов, программный коммутатор с тиристорами, накопитель электрической энергии. Это устройство может быть расположено на крыше здании целиком и питаться от электрической сети здания, а также возможно исполнение, когда провода и индукторы могут располагаться на очищаемом здании и подключаться к накопителю через переходную коробку, расположенную на фасаде, а накопитель электрической энергии и программный коммутатор на автомобиле или автоприцепе с питанием устройства от электрического генератора автомобиля.Closest to the proposed invention is a device [Levin I.A. We knock icicles off the roof. - Chemistry and life. 1982. No. 12. P. 82-85.] For removing ice from the cornice of a building and structure, containing an inductor in the form of solenoids, a program switch with thyristors, an electric energy storage device. This device can be located entirely on the roof of the building and be powered by the building’s electric network, and it can also be implemented when the wires and inductors can be located on the building being cleaned and connected to the drive through an adapter box located on the facade, and the electric energy storage device and program switch can a car or caravan powered by a device from an electric generator of a car

Недостатком данного устройства является необходимость его подключения к силовой электропитающей сети и применение программируемого коммутатора. Задачей предлагаемого изобретения является достижение автономности работы устройства и его упрощение при сохранении функциональных параметров.The disadvantage of this device is the need to connect it to a power supply network and the use of a programmable switch. The task of the invention is to achieve the autonomy of the device and its simplification while maintaining the functional parameters.

Поставленная задача достигается тем, что в устройство для удаления льда с карниза здания и сооружения в качестве источника электрической энергии введена солнечная батарея, а вместо программного коммутатора применен триггерный неуправляемый диод, при этом солнечная батарея соединена со входом электроразрядного источника питания через диод, а его выход соединен с электромагнитным индуктором вихревых токов через триггерный неуправляемый диод. The task is achieved in that a solar battery is introduced as a source of electrical energy into the device for removing ice from the eaves of the building and structure, and an uncontrolled trigger diode is used instead of the program switch, while the solar battery is connected to the input of the electric-discharge power source through the diode, and its output connected to an electromagnetic inductor of eddy currents through a trigger uncontrolled diode.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для удаления льда с карниза здания.In FIG. 1 is a functional diagram of an apparatus for removing ice from a building cornice.

На фиг. 2 приведена электронно-функциональная схема конкретной реализации устройства для удаления льда с карниза здания.In FIG. 2 shows an electronic functional diagram of a specific implementation of a device for removing ice from the eaves of a building.

Устройство для удаления льда с карниза здания и сооружения содержит солнечную батарею 1, подключённую через диод 2 к элекроразрядному источнику питания 3, который через триггерный неуправляемый диод 4 подключен к электромагнитному индуктору вихревых токов 5.A device for removing ice from the cornice of a building and structure contains a solar battery 1 connected through a diode 2 to an electric-discharge power source 3, which is connected via an uncontrolled trigger diode 4 to an electromagnetic eddy current inductor 5.

Устройство для устройства для удаления льда с карниза здания и сооружения работает следующим образом. A device for a device for removing ice from the cornice of a building and structure works as follows.

Солнечная батарея 1 заряжает через диод 2 элекроразрядный источник питания 3 через триггерный неуправляемый диод 4. По достижении на элекроразрядном источнике питания напряжения включения для перехода триггерного неуправляемого диода в открытое состояние, подключается электромагнитный индуктор вихревых токов 5, который создает электромагнитное поле, что приводит к созданию механической силы, разрушающей структуры гололедных отложений.The solar battery 1 charges through a diode 2 an electric discharge power source 3 through a trigger uncontrolled diode 4. Upon reaching an on-voltage source of power to turn the trigger uncontrolled diode into an open state, an eddy current electromagnetic inductor 5 is connected, which creates an electromagnetic field, which leads to the creation of an electromagnetic field mechanical force that destroys the structure of ice deposits.

Таким образом, благодаря использованию триггерного неуправляемого диода и исключению программируемого коммутатора осуществляется упрощение устройства при этом обеспечивается автоматический режим его работы, а применение в качестве питающей сети солнечной батареи обеспечивает автономность работы устройства.Thus, through the use of a trigger uncontrolled diode and the exclusion of a programmable switch, the device is simplified while its automatic mode is provided, and the use of a solar battery as the mains network ensures the autonomy of the device.

Согласно физике работы триггерного неуправляемого диода, по данным [Кублановский. Я. С. Тиристорные устройства. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1987. — 112 с.: ил.] суть его работы заключается в том, что при прямом включении он не пропускает ток до тех пор, пока напряжение на его выводах не достигнет величины включения, которое не может быть изменено. Это связано с тем, что у триггерного неуправляемого диода нет управляющего вывода. Таким образом отпадает необходимость в использовании программного коммутатора, а электромагнитный индуктор вихревых токов генерирует электромагнитное поле, создающее механический импульс, при достижении на электроразрядном источнике питания, состоящего из конденсаторного каскада, необходимого напряжения включения. Диод 2 необходим для исключения протекания тока от электроразрядного источника питания к солнечной батарее в обратном направлении. According to the physics of the operation of a trigger uncontrolled diode, according to [Kublanovsky. Ya. S. Thyristor devices. - 2nd ed., Revised. and add. - M .: Radio and communications, 1987. - 112 pp., Ill.] The essence of his work is that when switched on directly, it does not pass current until the voltage at its terminals reaches the switch-on value, which cannot to be changed. This is due to the fact that the trigger uncontrolled diode does not have a control output. Thus, there is no need to use a software switch, and the eddy current electromagnetic inductor generates an electromagnetic field that creates a mechanical impulse when the required switching voltage is reached on an electric-discharge power source consisting of a capacitor cascade. Diode 2 is necessary to prevent the flow of current from an electric-discharge power source to the solar battery in the opposite direction.

Предложенное электротехническое устройство является автономным, так как использует в качестве источника питания солнечную батарею. использующим электромагнитные взаимодействия для создания механических сил и может применяться для удаления льда с карнизов крыш зданий и сооружений и обрушения материалов, находящихся на поверхностях в промышленности, стационарных и транспортных средствах, жилищно-коммунальном хозяйстве и т.д.The proposed electrical device is autonomous, as it uses a solar battery as a power source. using electromagnetic interactions to create mechanical forces and can be used to remove ice from the eaves of roofs of buildings and structures and the collapse of materials on surfaces in industry, stationary and vehicles, housing and communal services, etc.

Claims

A device for removing ice from the cornice of a building and structure, including an electromagnetic eddy current inductor connected to an electric discharge power source, characterized in that in order to reduce energy consumption and autonomy of the device, a solar battery, a diode and a trigger uncontrolled diode are additionally installed, while the solar battery through the diode is connected to the input of an electric-discharge power source, and its output is connected to an electromagnetic eddy current inductor through a trigger uncontrolled diode.