Система удаления льда



Система удаления льда
Система удаления льда
Система удаления льда

 


Владельцы патента RU 2499109:

Хозяинов Борис Алексеевич (RU)

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройствам для удаления льда с карниза крыши. Технический результат изобретения заключается в снижении энергозатрат при удалении льда с крыши. В устройстве для удаления льда с крыш зданий и сооружений используются перепады дневной и ночной температуры окружающей среды. Устройство содержит разрушающий элемент, осуществляющий механическое воздействие на ледяные образования, привод, состоящий из емкости, в которой находится рабочее вещество, изменяющее свой объем в момент фазового перехода из жидкого состояния в твердое и наоборот, и трансмиссию, преобразующую выделяющуюся в момент фазового перехода энергию в движение разрушающего элемента. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится строительным сооружениям и позволяет удалять нежелательные ледяные образования.

Уровень техники

Описано достаточно много способов для удаления нежелательных ледяных образований со зданий. В целом их можно разделить на два класса: таяние льда и механическое разрушение. Таяние льда требует большого количества энергии. Механическое разрушение менее энергозатратно, и данное изобретение относится к этому классу.

Например, в системе, описанной в патенте SU 1638285, предствалена система, в которой механический импульс, разрушающий лед, получают с помощью электромагнитного индуктора вихревых токов.

В патенте US 4346132 предлагается вариант, где лед разрушается при помощи пневматического устройства.

Во всяком случае предлагаемые системы требуют дополнительного подвода энергии.

Сущность изобретения

Таким образом, задачей настоящего изобретения является разработка такой системы удаления льда, которая полностью или частично использует энергию окружающей среды.

Для достижения указанного технического результата предлагается система удаления льда, отличающаяся тем, что содержит разрушающий элемент, осуществляющий механическое воздействие на нежелательные ледяные образования; содержит привод, состоящий из емкости и рабочего вещества, находящегося в упомянутой емкости; рабочее вещество изменяет свой объем в момент фазового перехода из жидкого в твердое состояние и наоборот; содержит трансмиссию, которая преобразует выделяющуюся в момент фазового перехода рабочего вещества энергию в движение разрушающего элемента.

Рабочее вещество может быть водой или жидкостью, содержащей воду.

Трансмиссия может содержать поршень, а также различимые варианты механических устройств: реечно-шестеренчатую передачу, или тросы с блоками, или гидравлический привод, или рычаг.

Элементы системы могут размещаться в эластичном рукаве.

Система может содержать устройство, восстанавливающее объем рабочего вещества в емкости до определенного производителем или пользователем значения в случае потерь рабочего вещества.

Для лучшего восприятия энергии окружающей среды корпус привода может иметь покрытие, поглощающее электромагнитное излучение.

Система может содержать электрический нагреватель рабочего вещества, при этом нагреватель автоматически включается/выключается в зависимости от значения объема упомянутого рабочего вещества.

И наконец система удаления льда может содержать накопитель энергии, который позволит пользователю выбрать момент механического воздействия на нежелательные ледяные образования.

Краткое описание чертежей

На всех чертежах одинаковые ссылочные позиции относятся к одним и тем же или сходным элементам.

На фиг.1 изображена схема привода с поршнем системы удаления льда.

На фиг.2 представлен вариант системы удаления льда для установки под карниз крыши.

На фиг.3 представлен вариант системы удаления для установки в эластичный рукав.

Подробное описание изобретения

Система удаления льда по настоящему изобретению может быть реализован в нескольких вариантах, которые, тем не менее, осуществляются сходным образом. Основой конструкции системы является привод 1, схема которого представлена на фиг.1. Прочная емкость 2 наполнена рабочим веществом 3 (водой или жидкостью, содержащей воду, водным раствором солей и т.п.). В емкости 2 двигается поршень 4 (форма поршня может быть любой, не только цилиндрической), прилегающий к стенкам емкости 2 с максимальной герметичностью. Образование льда на конструкциях зданий обусловлено двумя процессами: снеготаянием и затем замерзанием воды. Причем обычно в течении дня больше имеет место первый процесс, а ночью - второй. Соответственно, ночью рабочее вещество 3 также замерзнет, лед занимает на 10% больше, чем образующая его вода, а значит поршень 4 сдвинется вправо на расстояние, равное десятой части горизонтального размера, занимаемого водой на фиг.1. Когда рабочее вещество 3 растает, то поршень 4 вернется в исходное положение под давлением атмосферы. Поршень 4, который в данной ситуации является частью трансмиссии, связан с разрушающим устройством (элементом), которое непосредственно воздействует на нежелательный лед. Очевидно, что изменяя площадь поршня и длину емкости можно обеспечить передвижение поршня на разное расстояние с различной силой. Кроме того между поршнем и разрушающим устройством может быть использована дополнительные элементы трансмиссии различной конструкции: реечно-шестеренчатая передача, тросы с блоками, гидравлика, рычаги. Сам привод 1 также может быть устроен по другому, например, резиновый шар с гидравлической жидкостью, размещенный в жесткой прочной емкости с водой, которая при замерзании будет сжимать шар и выталкивать гидравлическую жидкость.

Один из вариантов настоящего изобретения представлен на фиг.2. Привод 1 закреплен на стене здания 5 под карнизом крыши 6. Через трансмиссию 7 в виде реечно-шестеренчатой передачи, которая преобразует небольшое движение поршня в большую амплитуду, сила передается на разрушающее устройство 8 в виде металлического уголка, закрепленного к двум трансмиссиям 7 (второе устройство аналогичной конструкции закреплено на стене на фиг.2 глубже и не показано). Таким образом двумя приводами прикрепленными к протяженному уголку можно обслуживать большой участок крыши. Когда вода в приводе 1 замерзнет, уголок 8 выдвинется к сосульке 9 и сломает ее. Днем под воздействием солнечного тепла вода в приводе 1 растает, и уголок 8 вернется под карниз крыши 6. При этом отсекатель 10 в виде жестко закрепленного на стене 5 другого металлического уголка удалит возможно намерзшие на разрушающее устройство 8 сосульки. Привод 1 установлен немного под наклоном, чтобы талая вода не затекала к нему.

Другой вариант осуществления изобретения представлен на фиг.3. Два цилиндрических привода 1 закреплены на плоской раме 11. На раме 11 на осях 12 также смонтированы рычаги 13, соединенные с приводами 1. Понятно, что рычаги 13 не имеют жесткого крепления к приводам 1, их концы могут перемещаться в пазах привода 1 ввер-вниз, но не вправо влево. Аналогичная конструкция подвижного крепления рычагов 13 к рейке 14. В пазах рейки 14 расположены дополнительные оси рычагов 12.

Когда вода в приводах 1 замерзает, то приводы воздействуют на рычаги 13 (трансмиссия) в данном случае, а последние передают усилие на рейки 14 (разрушающий элемент). В результате вертикальные габариты системы увеличиваются, и если система находится внутри куска льда, то он будет разрушен.

Рама 11 может быть объемной и с торца иметь крестообразное сечение. На дополнительной перпендикулярной к показанной на фиг.3 раме можно закрепить еще четыре рычага 13 и две рейки 14. При этом всю систему можно поместить в эластичный резиновый или силиконовый шланг (рукав). В этом случае при образовании льда в приводах 1 упомянутый шланг расшириться в двух измерениях. Когда такой шланг подвешен к краю крыши на карнизе, то весть лед, образованный на шланге к тому моменту, будет удален с его поверхности.

В случае потерь рабочего вещества в приводе можно сделать устройство для автоматического долива. Когда рабочего вещества 3 на фиг.1 становится недостаточно, то поршень 4 пытается глубже проникнуть в емкость 2. Если с левой стороны емкости 2 установить игольчатый клапан, к клапану подвести водопровод, а на поршне 4 установить шток, включающий игольчатый клапан, когда поршень достигает определенного левого положения, то при недостатке воды долив будет происходить автоматически.

Не всегда наружная температуры воздуха превышает нуль градусов. В этом случае корпус привода можно покрыть или изготовить из вещества с низким альбедо, чтобы он больше нагревался на солнце. Если и это не помогает, то оснастить электронагревателем рабочего вещетсва. При этом нагреватель можно включать автоматически. Если все рабочее тело на фиг.1 растаяло, то поршень 4 займет крайне левое положение. Разместив на поршне постоянный магнит, а в крайне левом положении геркон на размыкание, можно исключить нагревание рабочего вещества без необходимости. При этом напряжение на нагреватель можно подавать в момент наибольшей температуры окружающего воздуха, чтобы максимально использовать тепло окружающей среды.

Иногда удобно контролировать момент разрушения ледяных образований. Для этого систему по настоящему изобретению можно снабдить накопителем энергии, а затем освобождать энергию и разрушать лед в нужный момент времени. Конструкции накопителя могут быть разные от поднятия груза на высоту, а потом опускания его по нажатию кнопки до накопителя электрической энергии. Один из вариантов - это накопитель на пружине. На фиг.2 в трансмиссию 7 можно добавить две пружины (слабую и жесткую) и электромагнитный стопор, управляемый пользователем. Привод 1 при замерзании рабочего вещества сжимает жесткую пружину, зафиксированную стопором. К жесткой пружине прикреплено разрушающее устройство 8. Пока электромагнит не освободит стопор, пружина сжата. Как только стопор освободит пружину, уголок 8 ударит по сосульке 9. Возможен вариант, когда стопор освобождается, а поршень привода 1 уже находится возле стены 5. В этом случае нужен дополнительный скошенный стопор, который пропускает над собой витки жесткой пружины в одном направлении от стены. А затем блокирует жесткую пружину в сжатом состоянии, когда поршень возвращается к стене 5. При этом растягивается слабая пружина, соединенная с поршнем. Когда электромагнит освободит первый стопор жесткая пружина разожмется, разрушающий элемент 8 заденет коромысло, которое освободит скошенный стопор, и после разрушения льда слабая растянутая пружина вернет подвижные элементы системы исходное состояние.

1. Система удаления льда, отличающаяся тем, что:
- содержит разрушающий элемент, осуществляющий механическое воздействие на нежелательные ледяные образования;
- содержит привод, состоящий из емкости и рабочего вещества, находящегося в упомянутой емкости;
- упомянутое рабочее вещество изменяет свой объем в момент фазового перехода из жидкого в твердое состояние и наоборот;
- содержит трансмиссию, которая преобразует выделяющуюся в момент упомянутого фазового перехода энергию в движение упомянутого разрушающего элемента.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутое рабочее вещество является водой или жидкостью, содержащей воду.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутая трансмиссия содержит поршень.

4. Система по п.3, отличающаяся тем, что упомянутая трансмиссия содержит реечно-шестеренчатую передачу, или тросы с блоками, или гидравлический привод, или рычаг.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутые привод, трансмиссия и разрушающий элемент размещены в эластичном рукаве.

6. Система по п.1, отличающаяся тем, что содержит устройство, восстанавливающее объем упомянутого рабочего вещества до определенного производителем или пользователем значения в случае потерь упомянутого рабочего вещества.

7. Система по п.1, отличающаяся тем, что корпус упомянутого привода имеет покрытие, поглощающее электромагнитное излучение.

8. Система по п.1, отличающаяся тем, что содержит электрический нагреватель упомянутого рабочего вещества.

9. Система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый нагреватель автоматически включается/выключается в зависимости от значения объема упомянутого рабочего вещества.

10. Система по п.1, отличающаяся тем, что имеет накопитель энергии.

11. Система по п.10, отличающаяся тем, что упомянутая трансмиссия содержит устройство, которое позволяет пользователю выбрать момент механического воздействия на нежелательные ледяные образования.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства, в частности к агрегату для уборки снега и сосулек со скатных кровель различных зданий. Технический результат изобретения заключается в улучшении условий безопасности людей на крыше в процессе ее уборки в зимнее время года.

Изобретение относится к области строительства, в частности устройствам для сброса снега с крыши. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши.

Кровля // 2495985
Изобретение относится к области строительства, в частности к скатным кровлям зданий, преимущественно с металлическим покрытием. Кровля со скатами и со сливом содержит верхний и нижний настилы, при этом лист верхнего настила выполнен от водостока до водостока по форме, перекрывающей пространство между сливным желобом на листе нижнего настила и краем свеса.

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройствам дробления наледей и сосулек. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши.
Изобретение относится к области строительства, а именно к способу ограничения образования льда на карнизе крыши здания. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам защиты водоотводных элементов (желобов, водосточных труб) крыш от обледенения. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши.

Изобретение относится к области строительства, а именно к устройству для удаления сосулек и наледей на свесах крыши зданий. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству для удаления сосулек с карниза крыши здания. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройствам для удаления обледенения с кровли здания. .

Изобретение относится к строительству, а именно к механическим устройствам для удаления наледей и сосулек на нижних кромках кровли зданий и сооружений. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к конструкции антиобледенительного свеса крыши. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши. Антиобледенительный свес крыши состоит из полосы, закрепленной консольно на карнизе кровли здания. Полоса оснащена вибратором, действующим на гибкие струны в осевом направлении, посредством которых осуществляется ударное действие на саму полосу. Вибрация полос приводит к удалению с нее наледи и снега. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству для удаления снега и наледи с карнизов крыш. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши. Устройство для удаления снега и наледи содержит электропривод, трансмиссию в виде вращающегося вала, расположенного параллельно поверхности кровли, и рабочий орган. Рабочий орган выполнен в виде, по крайней мере, одного закрепленного на валу маховика изменяемой формы, причем расстояние от вала до кровли в месте крепления маховика меньше максимальной длины маховика. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству для автоматического механического удаления сосулек с крыш зданий. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши. Устройство для удаления сосулек со свесов крыши включает закрепленный на стене с помощью кронштейнов рабочий орган с приводным механизмом и скалывателями сосулек. Рабочий орган выполнен в виде дугообразных скоб, подвешенных на натянутой струне. Последняя снабжена балансиром в виде стержня и противовеса. Скалыватели представляют собой жесткий стержень, соединяющий верхние концы скоб. Приводной механизм выполнен в виде срезанной сверху корытообразной трубки для скопления в ней талой воды, прикрепленной к нижней части дугообразных скоб прямо под краем свеса. 2 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к консольному свесу кровли здания. Технический результат изобретения заключается в снижении эксплуатационных затрат. Консольный свес кровли здания содержит устройство для ударного удаления слоя снега, льда и сосулек с края свеса. Полоса свеса прикреплена к краю с помощью шарнира, на крыше укреплена система пар постоянных магнитов, параллельных друг другу и намагниченных в осевом направлении, причем магниты каждой пары обращены друг к другу разноименными полюсами. При повороте в шарнире свес контактирует ударно со стеной. Магниты пары разделены немагнитным элементом в виде колпачка с регулируемой толщиной дна, на стене установлен горизонтальный упор с регулируемой с помощью резьбовой втулки длиной. 2 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к крышам зданий, исключающих опасность схода снега, льда и падения сосулек. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши. Устройство для удаления сосулек, наледи и снега с краев кровли здания содержит выступающую за кромку кровли гибкую упругую полосу, выполненную в виде части полого цилиндра, являющейся нелинейным релейным элементом с двумя устойчивыми состояниями. Края полосы прикреплены к кромке кровли и к установленным на стене под полосой кронштейнам с помощью выполненных в полосе эллиптических направляющих прорезей со штырями. На нижней поверхности полосы и на кронштейнах закреплены друг под другом постоянные магниты, обращенные друг к другу одноименными полюсами с возможностью регулировки зазора между ними с помощью закрепленной на кронштейне подвижной резьбовой втулки, на торце которой установлен магнит. 2 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к устройству сброса льда и снега с края кровли. Технический результат изобретения заключается в эксплуатационной надежности крыш. Устройство для сброса слоя снега, льда и сосулек с края кровли содержит прикрепленную к краю шарнирно-поворотную полосу с шарниром в виде пластически деформированного шва. На верхней поверхности полосы установлен кронштейн, соединенный с тросом, перекинутым через блок, установленный с помощью стойки на кровле. К свободному концу троса привязан груз, верхний ограничитель поворота полосы выполнен в виде накладки в зоне шарнира, а нижний - в виде горизонтального упора, прикрепленного к стене здания под полосой. 1 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для удаления наледи и сосулек с карнизов крыш зданий, сооружений и вокруг воронок водосточных труб. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности борьбы с обледенением карнизов крыш и водосточных труб, простота и низкая стоимость в изготовлении, устройстве и эксплуатации, его пожарная безопасность. Устройство по удалению наледи и сосулек с карнизов крыш зданий, сооружений и вокруг воронок водосточных труб снабжено пневматическим рукавом, расширяющимся под действием нагнетенного воздуха и тем воздействующим на свисающие ледяные сосульки. Устроенные на пневматическом рукаве по длине гибкий резиновый канат или жесткие планки (стержни) шарнирно соединены между собой и служат жестким передаточным упорным элементом усилия от наполненного воздухом рукава на сосульки. Кроме того, пневматический рукав, для стравливания воздуха, снабжен пружинными амортизаторами. От самопроизвольного сползания наледи с крыши устраиваются упорные уголки, имеющие отверстия по длине и служащие для пропуска талой воды. 5 ил.

Устройство для удаления сосулек относится к строительству крыш жилых и производственных зданий, исключающих опасность схода с крыши снега и льда. Устройство для удаления сосулек 1 с карниза 2 крыши 3 здания 4 содержит гибкие режущие элементы 5, расположенные вдоль карниза параллельно ему. Устройство снабжено двумя уголками, имеющими возможность поворота и состоящими из ортогональных плоскостей-лопастей 7, 8, 9, 10. Режущие элементы выполнены в виде параллельных стальных упругих полос, соединяющих плоскости 8, 10 и параллельные стене здания. Полосы 5 выполнены с возможностью релейной потери устойчивости своей прямолинейной формы /продольного изгиба/ в плоскости наименьшей жесткости под действием осевой силы, то есть силы ветровой нагрузки, превышающей ее критическое значение для соответствующей упругой полосы. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству для сброса сосулек, наледи и снега со свеса крыши. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши. Устройство для сброса сосулек и наледи и слоя снега со свеса кровли здания содержит подвижно прикрепленную к краю свеса протяженную полосу и ее механический привод, состоящий из гибкой связи и блоков, установленных на стене здания. Гибкая связь выполнена в виде двух отрезков троса для подвеса полосы к краю свеса и ее вертикального перемещения. Одни концы отрезков прикреплены к концам полосы, а к другим концам, свободно пропущенным сквозь скобы на нижней поверхности свеса и через блоки, привязаны грузы с суммарным весом, равным весу полосы вместе с допустимым скоплением на ней сосулек и наледи. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству для предотвращения образования сосулек с крыш зданий. Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности крыши. Устройство содержит на выступающих деталях крыши сбивающий орган, имеющий возможность соверщения возвратно-поступательных движений в плоскости, нормально пересекающей зону роста сосулек, соединенный с приводом, закрепленным на стене здания посредством кронштейнов под выступающей деталью. Привод выполнен в виде двух шарнирно закрепленных на стене плоских лопастей, снабженных ветровыми ловушками. Сбивающий орган выполнен в виде обоюдоострого ножа, шарнирно прикрепленного к лопастям. 1 ил.
Наверх