Система для препятствования образованию наледи и сосулек
Номер патента: 25144
Опубликовано: 30.11.2016
Авторы: Малышев Александр Юрьевич, Тишин Александр Метталинович, Марков Владимир Климентьевич, Михайлов Юрий Михайлович
Формула / Реферат
1. Система для предотвращения образования наледи и сосулек на объекте, содержащая
по меньшей мере один корпус, выполненный с возможностью установки в области потенциального образования наледи и сосулек на объекте,
по меньшей мере одно ударное устройство, расположенное в указанном корпусе и содержащее по меньшей мере один боек и по меньшей мере одну индукционную катушку,
отличающаяся тем, что
она содержит по меньшей мере один управляющий блок для управления ударным устройством, связанный с указанным по меньшей мере одним ударным устройством и сетью электропитания,
указанный по меньшей мере один корпус содержит по меньшей мере одну торцевую стенку, причем
указанное по меньшей мере одно ударное устройство выполнено с возможностью взаимодействия с указанной по меньшей мере одной торцевой стенкой с приведением соответствующего по меньшей мере одного корпуса в движение при получении управляющего электрического сигнала, подаваемого соответствующим управляющим блоком, а указанный по меньшей мере один корпус выполнен с возможностью передачи движения на сосульки и наледь, образовавшиеся в указанной области.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один контактный элемент, связанный с указанным по меньшей мере одним корпусом и выполненный с возможностью, по меньшей мере, частичного расположения в зоне вблизи края объекта и с возможностью перемещения вдоль указанной зоны для удаления наледи и сосулек, расположенных в указанной зоне.
3. Система по п.2, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один контактный элемент выполнен с возможностью, по меньшей мере, частичного расположения на объекте.
4. Система по п.2 или 3, в которой контактный элемент представляет собой сетку, содержащую подвижные и/или неподвижные относительно друг друга звенья.
5. Система по пп.1-4, в которой указанный по меньшей мере один корпус выполнен из нержавеющей стали.
6. Система по пп.1-5, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один пульт дистанционного управления для управления указанным по меньшей мере одним управляющим блоком.
7. Система по пп.1-6, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один таймер для управления указанным по меньшей мере одним управляющим блоком.
8. Система по пп.1-7, в которой указанный по меньшей мере один корпус выполнен в виде трубы с герметично закрытыми торцевыми стенками.
9. Система по пп.1-8, в которой указанный по меньшей мере один корпус содержит по меньшей мере один упор, закрепленный на торцевой стенке корпуса и выполненный с возможностью взаимодействия с ударным устройством.
10. Система по пп.1-9, в которой указанный по меньшей мере один корпус механически обработан и/или имеет покрытие внешней поверхности.
11. Система по пп.2-10, в которой указанный по меньшей мере один контактный элемент имеет покрытие.
12. Система по пп.1-11, в которой ударное устройство содержит по меньшей мере одну индукционную катушку и по меньшей мере один боек, содержащий магнитный материал, отличающаяся тем, что ударное устройство содержит по меньшей мере одно основание в виде трубки, которое выполнено из немагнитного материала, на котором закреплена указанная по меньшей мере одна индукционная катушка и которое выполнено с возможностью перемещения в нем указанного по меньшей мере одного бойка между исходным положением и конечным положением.
13. Система по п.12, в которой ударное устройство содержит по меньшей мере одно перемещающее устройство, выполненное с возможностью взаимодействия с указанным по меньшей мере одним бойком для перемещения его в исходное положение.
14. Система по п.13, в которой перемещающее устройство представляет собой пружину растяжения, пружину сжатия или индукционную катушку.
15. Система по пп.12-14, в которой боек содержит по меньшей мере один постоянный магнит.
16. Система по пп.12-15, в которой боек содержит переднюю часть и заднюю часть, которые выполнены из магнитного материала, и среднюю часть, выполненную из немагнитного материала.
17. Система по пп.12-16, в которой указанный по меньшей мере один боек содержит, по меньшей мере, первый и второй постоянные магниты, закрепленные на концах бойка, а ударное устройство дополнительно содержит, по меньшей мере, третий постоянный магнит, выполненный с возможностью взаимодействия по меньшей мере с одним постоянным магнитом, закрепленным на конце бойка.
18. Система по п.17, в которой указанный, по меньшей мере, третий постоянный магнит закреплен на указанном по меньшей мере одном основании.
19. Система по пп.17, 18, в которой указанная по меньшей мере одна индукционная катушка выполнена с возможностью взаимодействия с бойком для приведения его в исходное положение посредством изменения полярности питающего напряжения.
20. Система по пп.12-19, в которой основание выполнено из нержавеющей стали или пластмассы.
21. Система по пп.12-20, в которой постоянный магнит содержит феррит, неодим-железо-бор или самарий-кобальт.
22. Система по пп.12-21, в которой боек содержит ударник, выполненный из немагнитного материала.
23. Способ удаления наледи и сосулек с помощью системы по любому из пп.1-22, содержащий этапы, на которых
подают электрический управляющий сигнал от управляющего блока, связанного с ударным устройством и сетью электропитания, к ударному устройству, расположенному в корпусе, выполненном с возможностью установки в области потенциального образования наледи и сосулек,
перемещают боек ударного устройства под воздействием указанного сигнала и магнитных сил, сообщаемых соответствующей магнитной системой, расположенной внутри корпуса, в направлении первой торцевой стенки этого корпуса в конечное положение,
перемещают корпус, так чтобы в результате это вызывало удаление наледи и сосулек, связанных с указанным по меньшей мере одним корпусом.
24. Способ по п.23, который дополнительно содержит перемещение по меньшей мере одного бойка в направлении второй торцевой стенки корпуса в исходное положение.
25. Способ по пп.23, 24, который дополнительно содержит перемещение по меньшей мере одного контактного элемента, связанного по меньшей мере с одним корпусом и, по меньшей мере, частично расположенного в зоне вблизи края объекта, вдоль указанной зоны для удаления наледи и сосулек в указанной зоне.
26. Способ по пп.23-25, который дополнительно содержит ускорение бойка посредством взаимодействия магнитных полей постоянного магнита, связанного с бойком, и постоянного магнита, внешнего по отношению к бойку.
27. Способ по пп.23-26, который дополнительно содержит получение по меньшей мере одним управляющим блоком управляющего радиосигнала, который подают с соответствующего пульта дистанционного управления и при получении которого управляющий блок подает указанный первый управляющий сигнал.
28. Способ по пп.23-26, который дополнительно содержит получение по меньшей мере одним управляющим блоком сигнала, который подают посредством соответствующего таймера и при получении которого управляющий блок подает указанный первый управляющий сигнал.
29. Способ по пп.23-28, в котором перемещение бойка в исходное положение обеспечивают посредством перемещающего устройства.
30. Способ по пп.23-28, в котором перемещение бойка в исходное положение обеспечивают посредством подачи управляющим блоком второго электрического управляющего сигнала, причем первый и второй управляющие сигналы имеют различную полярность.
Текст
СИСТЕМА ДЛЯ ПРЕПЯТСТВОВАНИЯ ОБРАЗОВАНИЮ НАЛЕДИ И СОСУЛЕК Изобретение относится к строительству, в частности к системам для препятствования образованию наледи и сосулек, а также к способу удаления наледи и сосулек. Предлагаемые система и способ обладают существенными преимуществами для удаления сосулек и наледи с края объекта. Предлагаемая система содержит корпус из немагнитного материала, установленный в области потенциального образования наледи и сосулек на объекте, ударное устройство, расположенное в корпусе, управляющий блок, связанный с ударным устройством и сетью электропитания. Ударное устройство содержит бок и индукционную катушку. Перемещение бойка под действием магнитных сил, сообщаемых индукционной катушкой, в направлении торцевой стенки корпуса в конечное положение происходит при получении ударным устройством сигнала от управляющего блока. Бок взаимодействует с торцевой стенкой корпуса. Перемещение корпуса в результате указанного взаимодействия обеспечивает удаление наледи и сосулек, связанных с корпусом. Система также содержит контактный элемент, выполненный в виде сетки и размещенный вблизи края объекта. Движение корпуса приводит в движение контактный элемент, который при движении удаляет наледь вблизи указанного края. Область техники Изобретение относится к строительству, в частности к системам для препятствования образованию наледи и сосулек, а также к способу удаления наледи и сосулек. Предлагаемые система и способ обладают существенными преимуществами при использовании для удаления наледи и сосулек со свесов крыш,а также по меньшей мере с частей скатов крыш, но их использование этим не ограничено, и они могут быть использованы для удаления наледи и сосулек с любых объектов, которые позволяют разместить систему в области образования сосулек. Кроме того, система для препятствования образованию наледи и сосулек служит не только для удаления наледи и сосулек, но и для предотвращения их образования. Уровень техники Известно механическое приспособление для удаления наледей со свесов кровли, с помощью которого непосредственно ударяют по сосулькам и наледи, образовавшимся на краю крыши (например, патент РФ на изобретение 2096567 С 1, 13.03.1996, МПК E04D 13/076). Недостатком известного устройства является необходимость привлечения персонала коммунальных служб для управления сбивающими устройствами, а соответственно, низкая эффективность известного устройства. Известно устройство для удаления льда с карниза здания и сооружения (авторское свидетельствоSU1638285A1, 30.03.1991, МПК E04D13/06), содержащее электромагнитный индуктор вихревых токов,соединенный с электроразрядным источником питания, и создающий механические импульсы, направленные перпендикулярно на поверхность пилообразного ребра. Указанное изобретение не требует для своей работы присутствия человека. Недостатком известного устройства является сложность устройства,сложность его монтажа и обслуживания, возможность повреждения кровли крыши, а также низкая эффективность его работы, вследствие затухания колебаний в ближней зоне воздействия электромагнитного индуктора. Известно также устройство для удаления льда с карнизов крыш зданий и сооружений (патент РФ на изобретение 2169245 С 2, 26.05.1999, МПК E04D 13/00), содержащее источник механических импульсов,в виде плоской катушки вихревых токов, генератор импульсных токов, волновод. Недостатком известного устройства является сложность монтажа устройства, громоздкость и энергоемкость устройства. Кроме того, известно также устройство для удаления сосулек с карниза зданий и сооружений (патент РФ на полезную модель 107224 U1, 01.03.2011, МПК E04D 13/076), являющееся наиболее близким аналогом и содержащее корпус, установленный в области потенциального образования наледи и сосулек на объекте и ударное устройство, которое расположено в указанном корпусе и которое содержит бок и индукционную катушку. В указанном устройстве индукционная катушка выполнена с закрытой с торцов полостью, а бок расположен в указанной полости и выполнен с возможностью перемещения в области,ограниченной указанной полостью. Таким образом, бок взаимодействует с торцевыми стенками индукционной катушки. Недостатком известного устройства является его низкая эффективность, связанная с малой величиной импульса, передаваемого бойком к корпусу, т.к. ударное воздействие бок производит на торцевые стенки полости катушки, которая жестко закреплена в полости корпуса посредством винтов, которые передают воздействие бойка на корпус. Таким образом, в известном устройстве передача импульса бойка на корпус осуществлена неэффективно. Кроме того, корпус в известном устройстве содержит выступы,которые при перемещении разрушают наледь. Изготовление такого корпуса является сложным и трудоемким процессом, а процесс монтажа корпуса с такими выступами сложен. Кроме того, корпус, в котором размещена индукционная катушка и бок и который выполнен из магнитного материала, может оказывать влияние на их работу, что уменьшает надежность устройства. Кроме того, в известном устройстве не описаны параметры индукционной катушки и бойка, причем размеры элементов устройства можно оценить, основываясь на приведенных чертежах. В представленной конфигурации ударное воздействие бойка не может быть передано на удаленные участки корпуса, а соответственно, равномерность и эффективность работы устройства по длине корпуса не одинакова. Кроме того, все известные устройства предназначены для удаления сосулек на свесе крыши и не предназначены для удаления снега и наледи с краевой части ската крыши и тем самым, не препятствуют образованию наледи и сосулек на свесе крыши. Край скатной крыши жилого дома содержит выступ, который предназначен для удержания снега на крыше и препятствует падению накопившегося снега на землю и увеличению формирования наледи на краю крыши. Снег, который лежит выше выступа, может быть легко удален персоналом коммунальных служб. Кроме того, снег, который остается выше этого выступа, при таянии стекает по выступам к водосточным трубам. Наибольшей проблемой для коммунальных служб является чистка снега, лежащего ниже выступа. При таянии этого снега могут образовываться сосульки и наледь, которые представляют не меньшую опасность, чем сосульки, образованные на свесе крыши, они могут причинить вред людям и серьезный ущерб имуществу, а также повредить кровлю крыши. Таким образом, несмотря на известность различных устройств для удаления сосулек, очевидна потребность в более эффективных и наджных системах для препятствования образованию наледи и сосулек. Сущность изобретения Задача заявляемого изобретения состоит в разработке надежной, эффективной, недорогой, простой в управлении и для установки системы для препятствования образованию наледи и сосулек. Задачей изобретения также является разработка эффективного ударного устройства для использования в системе для препятствования образованию сосулек и наледи, для питания которого может быть использована бытовая сеть электропитания 220 В. Задачей изобретения также является разработка способа удаления наледи и сосулек. Согласно первому аспекту настоящего изобретения указанная задача решена благодаря тому, что система для препятствования образованию наледи и сосулек на объекте, содержащая по меньшей мере один корпус, выполненный с возможностью установки в области потенциального образования наледи и сосулек на объекте, по меньшей мере одно ударное устройство, расположенное в указанном корпусе и содержащее по меньшей мере один бок и по меньшей мере одну индукционную катушку, дополнительно содержит по меньшей мере один управляющий блок для управления ударным устройством, связанный с указанным по меньшей мере одним ударным устройством и сетью электропитания, указанный по меньшей мере один корпус содержит по меньшей мере одну торцевую стенку, и указанное по меньшей мере одно ударное устройство выполнено с возможностью взаимодействия с указанной по меньшей мере одной торцевой стенкой с приведением соответствующего по меньшей мере одного корпуса в движение при получении управляющего электрического сигнала, подаваемого соответствующим управляющим блоком, а указанный по меньшей мере один корпус выполнен с возможностью передачи движения на сосульки и наледь, образованным в указанной области. В предложенной системе для препятствования образованию наледи и сосулек благодаря взаимодействию ударного устройства напрямую с корпусом, а именно с его торцевой стенкой, предотвращены потери переданного бойком импульса в промежуточных элементах и обеспечен технический результат в виде увеличения эффективности удаления сосулек и наледи. В одном из вариантов реализации система содержит контактный элемент, связанный с указанным по меньшей мере одним корпусом и выполненный с возможностью по меньшей мере частичного расположения в зоне вблизи края объекта и с возможностью перемещения вдоль указанной зоны для удаления наледи и сосулек, расположенных в указанной зоне. Благодаря наличию контактного элемента в системе, наледь и сосульки могут быть удалены не только с края объекта, но и в зоне, расположенной вблизи края объекта, например, с части крыши, расположенной между выступом на крыше здания и краем крыши. Кроме того, контактный элемент препятствует скоплению наледи и сосулек в определенной области системы. В одном из вариантов реализации система содержит по меньшей мере один пульт дистанционного управления для управления указанным по меньшей мере одним управляющим блоком. Благодаря использованию пульта дистанционного управления, сотрудники коммунальных служб могут оперативно и дистанционно относительно управляющего блока управлять им, задавать и менять режимы работы системы и параметры е компонентов. В одном из вариантов реализации система содержит по меньшей мере один таймер для управления указанным по меньшей мере одним управляющим блоком. В одном из вариантов реализации системы корпус выполнен в виде трубы с герметично закрытыми торцевыми стенками. Благодаря герметичному закрытию торцевых стенок корпуса обеспечена защита элементов системы, расположенных в корпусе, от внешних воздействий. В одном из вариантов реализации системы указанный по меньшей мере один корпус имеет механическую обработку и/или покрытие внешней поверхности. В одном из вариантов реализации системы указанный по меньшей мере один контактный элемент выполнен с покрытием. Применение механической обработки поверхности корпуса позволяет эффективнее распространять по корпусу энергию удара бойка, что позволяет увеличить эффективность работы системы. Применение покрытия на поверхности корпуса и/или контактного элемента позволяет уменьшить адгезию между покрытой поверхностью и наледью, уменьшить энергию удара бойка, необходимую для удаления наледи и сосулек с объекта, и обеспечить более качественные удаление сосулек и наледи с объекта и очистку поверхности корпуса и/или контактного элемента. Согласно второму аспекту настоящего изобретения указанная задача решена благодаря тому, что ударное устройство, содержащее по меньшей мере одну индукционную катушку и по меньшей мере один бок, содержащий магнитный материал, содержит по меньшей мере одно основание в виде трубки,которое выполнено из немагнитного материала, на котором закреплена указанная по меньшей мере одна индукционная катушка и которое выполнено с возможностью перемещения в нем указанного по меньшей мере одного бойка между исходным положением и конечным положением. Благодаря тому, что основание ударного устройства выполнено из немагнитного материала, взаимодействие индукционной катушки с бойком защищено от помех, которые могли бы быть связаны с замыканием магнитного потока катушки на магнитное основание. В одном из вариантов реализации ударное устройство содержит по меньшей мере одно перемещающее устройство, выполненное с возможностью взаимодействия с указанным по меньшей мере одним бойком для перемещения его в исходное положение. В одном из вариантов реализации в ударном устройстве, содержащем по меньшей мере одну индукционную катушку, и по меньшей мере один бок, указанный по меньшей мере один бок содержит по меньшей мере первый и второй постоянные магниты, закрепленные на концах бойка, ударное устройство дополнительно содержит по меньшей мере третий постоянный магнит, выполненный с возможностью взаимодействия по меньшей мере с одним постоянным магнитом, закрепленным на конце бойка. Благодаря использованию третьего постоянного магнита обеспечено ускорение бойка, которое приводит к увеличению импульса бойка перед ударом о корпус. В одном из вариантов реализации ударное устройство содержит по меньшей мере одно основание в виде трубки, которое выполнено из немагнитного материала, на котором закреплены указанная по меньшей мере одна индукционная катушка и указанный по меньшей мере третий постоянный магнит и которое выполнено с возможностью перемещения в нем указанного по меньшей мере одного бойка между исходным положением и конечным положением. В одном из вариантов реализации в ударном устройстве указанная по меньшей мере одна индукционная катушка выполнена с возможностью взаимодействия с бойком для приведения его в исходное положение посредством изменения полярности питающего напряжения. Приведение бойка в исходное положение посредством индукционной катушки позволяет повысить точность перемещения в исходное положение. Перемещение бойка в исходное положение в каждом цикле работы бойка позволяет сделать работу ударного устройства надежной благодаря тому, что импульс бойка перед ударом определен помимо прочего и исходным положением бойка. Согласно третьему аспекту настоящего изобретения указанная задача решена благодаря тому, что способ удаления наледи и сосулек включает получение ударным устройством первого электрического управляющего сигнала, подаваемого соответствующим управляющим блоком, перемещение бойка ударного устройства под действием магнитных сил, сообщаемых соответствующей магнитной системой, расположенной внутри корпуса, в направлении первой торцевой стенки этого корпуса в конечное положение при получении ударным устройством указанного сигнала, взаимодействие бойка и первой торцевой стенки, перемещение корпуса в результате указанного взаимодействия с обеспечением удаления наледи и сосулек, связанных с указанным по меньшей мере одним корпусом. В одном из вариантов реализации способ дополнительно включает перемещение по меньшей мере одного бойка в направлении второй торцевой стенки корпуса в исходное положение. В одном из вариантов реализации способ дополнительно включает перемещение по меньшей мере одного контактного элемента, связанного по меньшей мере с одним корпусом и по меньшей мере частично расположенного в зоне вблизи края объекта, вдоль указанной зоны для удаления наледи и сосулек в указанной зоне. Ниже представлены примеры реализации изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи. Указанные примеры служат для иллюстрации изобретения, но при этом не могут рассматриваться в ограничительном смысле. Объем защиты изобретения определен и ограничен формулой изобретения. Краткое описание чертежей На фиг. 1 представлена схема крепления системы для препятствования образованию наледи и сосулек согласно одному варианту реализации системы; на фиг. 2 представлен вид здания, на котором установлена система для препятствования образованию наледи и сосулек согласно варианту реализации изобретения, представленному на фиг. 1; на фиг. 3 представлены в разрезе корпус и ударное устройство согласно одному из вариантов реализации изобретения; на фиг. 4 представлена схема взаимодействия индукционной катушки и бойка в ударном устройстве, представленном на фиг. 3; на фиг. 5 представлено в разрезе ударное устройство согласно еще одному варианту реализации изобретения; на фиг. 6 представлено в разрезе ударное устройство согласно еще одному варианту реализации изобретения; на фиг. 7 представлено в разрезе ударное устройство согласно еще одному варианту реализации изобретения; на фиг. 8 представлено в разрезе ударное устройство согласно еще одному варианту реализации изобретения; на фиг. 9 представлена схема крепления системы для препятствования образованию наледи и сосулек согласно еще одному варианту реализации системы; на фиг. 10 представлен вид здания, на котором установлена система для препятствования образованию наледи и сосулек согласно варианту реализации изобретения, представленному на фиг. 9. Подробное описание изобретения На фиг. 1 в качестве примера представлена схема крепления системы для препятствования образованию наледи и сосулек, содержащей корпус 100, ударное устройство (не показано) и управляющий блок(не показан). К корпусу 100 присоединены, например, посредством сварки, элементы 200 крепления, например, бобышки, кольца и/или сетки. На крыше здания крепежный узел 400 прикреплен к стропилам 600. Система 300 гибких тросов, проходящая по кровле 500 здания от крепежного узла 400, связывает корпус 100 и крепежный узел 400. Корпус 100 выполнен в виде трубы. Труба может иметь цилиндрическую форму. Предпочтительно, корпус 100 выполнен из немагнитного материала, например, из нержавеющей стали. В случае использования корпуса, выполненного из немагнитного материала, ударное устройство защищено от влияния материала корпуса на параметры магнитного поля, создаваемого магнитной системой в ударном устройстве. В случае, если материал корпуса выполнен с возможностью намагничивания, такой эффект также может быть использован в системе для увеличения магнитного поля в магнитной системе ударного устройства. Предпочтительно, корпус выполнен герметичным, например,посредством сварки могут быть герметично закрыты торцевые стенки корпуса. Герметичный корпус позволяет защитить ударное устройство, расположенное в корпусе, от влаги, мороза и от других внешних воздействий, обеспечить коррозионную стойкость ударного устройства. Питание магнитной системы обеспечено посредством управляющего блока от бытовой электросети 220 В. Питающие провода магнитной системы выведены из корпуса 100 через одну из его торцевых стенок. Управляющий блок содержит электронный блок для формирования импульса напряжения заданной длительности. Кроме того,система может содержать пульт дистанционного управления для управления управляющим блоком и/или таймер для установки периодичности ударов бойка. На фиг. 2 представлен вид здания, на котором установлена система для препятствования образованию наледи и сосулек согласно варианту реализации изобретения, представленному на фиг. 1. Вдоль свеса крыши здания установлена система для препятствования образованию снега и наледи, содержащая три отдельных узла, каждый из которых содержит корпус 100 с размещенным в нем ударным устройством. Количество узлов и длина каждого корпуса в узле варьируются в зависимости от решаемых задач. Кроме того, в каждом корпусе может быть установлено несколько комплектов ударных устройств. На фиг. 9 представлена схема крепления системы для препятствования образованию наледи и сосулек согласно еще одному варианту реализации системы. Система для препятствования образованию наледи и сосулек содержит корпус 100, ударное устройство (не показано) и блок управления (не показан). К корпусу 100 присоединен контактный элемент, выполненный в виде сетки 800. На крыше здания крепежный узел 400 расположен под выступом 700 и прикреплен к стропилам 600. Контактный элемент имеет дополнительное покрытие, содержащее, например, краску, тефлон, силикон и/или противообледенительное средство, улучшающее его рабочие свойства. Сетка 800, проходящая по кровле 500 здания от крепежного узла 400, связывает корпус 100 и крепежный узел 400. Сетка 800 может содержать подвижные и/или неподвижные звенья, выполненные, например из металла. Применение такой системы позволяет удалять наледь не только на краю крыши, но и на части кровли, расположенной между краем крыши и выступом 700. На фиг. 10 представлен вид здания, на котором установлена система для препятствования образованию наледи и сосулек согласно варианту реализации изобретения, представленному на фиг. 9. Вдоль свеса крыши здания установлена система для препятствования образованию снега и наледи, содержащая три отдельных узла, каждый из которых содержит корпус 100 с размещенным в нем ударным устройством. Контактный элемент в виде сетки 800, соединенный с корпусом, расположен под выступом 700. На фиг. 3 представлены в разрезе корпус 100 и ударное устройство согласно одному из вариантов реализации изобретения. Корпус 100 может иметь на своей внешней поверхности различную механическую обработку, например, продольные винтовые и/или поперечные проточки. Кроме того, корпус 100 может иметь на внешней поверхности покрытие, содержащее, например, краску, тефлон, силикон и/или противообледенительное средство. Ударное устройство жестко закреплено в корпусе 100. Ударное устройство содержит магнитную систему, выполненную в виде индукционной катушки 1, основание 2, перемещающее устройство, выполненное в виде пружины 5 растяжения, боек, содержащий основную часть 3, выполненную из магнитного материала и постоянный магнит 4, и упор 6, жестко закрепленный на торцевой стенке корпуса 100. Направление удара бойка об упор 6 показано стрелкой на фиг. 3 - 8. Предпочтительно, ударное устройство содержит упор 6, в другом варианте реализации в качестве упора может быть использована торцевая стенка корпуса 100. Индукционная катушка 1 выполнена, например, из медной проволоки, которая намотана на основании 2 и жестко закреплена на нем. Основание 2 выполнено в виде трубки, выполненной из немагнитного материала, например, из нержавеющей стали, пластмассы или другого немагнитного материла, обладающего необходимыми конструкционными свойствами. Трубка может иметь цилиндрическую форму. В полости основания 2 установлен боек, выполненный с возможностью перемещения из исходного положения в конечное положение. Для увеличения начального импульса бойка и силы удара бойка основная часть 3 бойка соединена с постоянным магнитом 4. Пружина 5 растяжения служит для перемещения бойка в исходное положение после удара. На фиг. 4 представлена схема взаимодействия индукционной катушки и бойка в ударном устройст-4 025144 ве, представленном на фиг. 3. На фиг. 4 показано, что индукционная катушка 1 и постоянный магнит 4 обращены друг к другу разноименными магнитными полюсами. На фиг. 5 представлено в разрезе ударное устройство согласно еще одному варианту реализации изобретения. Ударное устройство содержит магнитную систему, содержащую индукционные катушки 11, 12, которые служат для взаимодействия с бойком. Ударное устройство содержит перемещающее устройство, выполненное в виде индукционной катушки 13, и бок, содержащий переднюю часть 31, выполненную из магнитного материала, среднюю часть 32, выполненную из немагнитного материала, и заднюю часть 33, выполненную из магнитного материала. Использование указанного ударного устройства позволяет увеличить массу бойка, а соответственно и импульс бойка. Мощность индукционной катушки 13 меньше мощности катушек 11 и 12. На фиг. 6 представлено в разрезе ударное устройство согласно еще одному варианту реализации изобретения. В представленном варианте реализации перемещающее устройство ударного устройства выполнено в виде пружины сжатия 51. На фиг. 7 представлено в разрезе ударное устройство согласно еще одному варианту реализации изобретения. Ударное устройство содержит бок и магнитную систему, содержащую индукционную катушку 14. Бок содержит ударник 34, выполненный из немагнитного материала, постоянный магнит 41,проставок 35, выполненный из немагнитного материала, постоянный магнит 42 и замыкающее звено 36,выполненное из магнитного материала. В качестве немагнитного материала может быть использована,например, нержавеющая сталь. Индукционная катушка 14 и постоянный магнит 41 направлены друг к другу одноименными магнитными полюсами. Индукционная катушка 14 и постоянный магнит 42 направлены друг к другу разноименными магнитными полюсами. Использование указанного ударного устройства позволяет увеличить начальный импульс бойка. На фиг. 8 представлено в разрезе ударное устройство согласно еще одному варианту реализации изобретения. Ударное устройство содержит бок и магнитную систему, содержащую индукционную катушку 15 и третий постоянный магнит 70, которые размещены на основании. Бок содержит основную часть 37, соединенную с первым постоянным магнитом 43 и вторым постоянным магнитом 44. Постоянные магниты, используемые в ударном устройстве, могут содержать, например, феррит,NdFeB неодим-железо-бор или SmCo самарий-кобальт. Согласно варианту реализации, представленному на фиг. 1-2, система для препятствования образованию наледи и сосулек действует следующим образом. Управляющий блок получает информирующий радиосигнал от пульта дистанционного управления или информирующий сигнал от таймера. Электройнный блок в управляющем блоке формирует импульс напряжения и подает управляющий электрический сигнал на магнитную систему ударного устройства. Под действием магнитного поля созданного магнитной системой после получения управляющего сигнала, бок ударного устройства перемещается к торцевой стенке корпуса и ударяется об упор, посредством чего бок передает импульс корпусу. При получении импульса бойка корпус приходит в движение. Перемещение корпуса приводит к удалению сосулек и наледи, связанных с корпусом, т.е. сосулек и наледи, образовавшихся на корпусе и наледи, образовавшейся между корпусом и крышей. Периодичность ударов бойка устанавливают с помощью таймера или осуществляют посредством пульта дистанционного управления. Каждая серия ударов может состоять,например, из 3-4 ударов с периодом 4-5 с. В зависимости от времени года, климата и метеорологических условий количество серий может составлять, например 2-3 серии ударов в сутки. Согласно варианту реализации, представленному на фиг. 9-10, система для препятствования образованию наледи и сосулек действует аналогично системе, показанной на фиг. 1-2. Кроме того, благодаря наличию в системе контактного элемента, выполненного в виде сетки 800, движение корпуса 100 приводит в движение сетку 800. Движение сетки 800 происходит параллельно кровле 500 без совершения удара о кровлю, что позволяет предотвратить преждевременный износ кровли. Таким образом, при движении сетки 800 вдоль кровли удаляют снег со свеса крыши и части крыши, расположенной между выступом 700 и краем крыши. Кроме того, использование контактного элемента позволяет предотвратить образование сосулек и наледи в какой-либо определенной области корпуса. Контактный элемент способствует равномерному распределению наледи и сосулек и равномерному их удалению. Согласно варианту реализации представленному на фиг. 3-4, ударное устройство действует следующим образом. После получения информирующего сигнала электройнный блок в управляющем блоке формирует импульс напряжения, который подают на идукционную катушку 1. Получение импульса напряжения индукционной катушкой 1 приводит к возникновению в ней магнитного поля. Под действием магнитного поля индукционной катушки 1 бок движется в сторону индукционной катушки 1. Взаимодействие индукционной катушки 1 и основной части 3 бойка приводит боек в движение. Взаимодействие магнитных полей индукционной катушки 1 и постоянного магнита 4 приводит к увеличению начального импульса бойка следующим образом. Разноименные магнитные полюса на индукционной катушке 1 и постоянном магните 4 притягиваются, вследствие этого увеличивается скорость движения бойка, а соответственно увеличивается начальный импульс бойка. Индукционная катушка работает в импульсном режиме. В тот момент, когда бок достигает середины длины катушки, питание катушки отключают,магнитное поле катушки исчезает, а бок продолжает движение по инерции и ударяет упор 6, тем самым передает импульс корпусу. После удара бойка об упор 6 пружина 5 растяжения возвращает бок в исходное положение. Согласно варианту реализации, представленному на фиг. 5, ударное устройство действует следующим образом. После получения информирующего сигнала электройнный блок в управляющем блоке формирует импульсы напряжения, которые подают на индукционные катушки 11 и 12. Получение импульсов напряжения индукционными катушками 11, 12 приводит к возникновению в них магнитного поля. Индукционная катушка 11 взаимодействует с передней частью 31 бойка, индукционная катушка 12 взаимодействует с задней частью 33 бойка. Каждая часть 31, 33 бойка содержит основную часть и постоянный магнит. Пара индукционная катушка 11 и передняя часть 31, и пара индукционная катушка 12 и задняя часть 33 взаимодействуют по принципу, описанному выше в предыдущем варианте реализации. Среднюю часть 32, выполненную из немагнитного материала, используют для устранения негативного влияния индукционной катушки 12 на переднюю часть 31 бойка. Индукционная катушка 12 может препятствовать движению бойка в направлении индукционной катушки 11, так как индукционная катушка 12 и передняя часть 31 бойка обращены друг к другу разноименными магнитными полюсами. Благодаря расположению между передней и задней частями 31, 33 бойка средней части 32, обеспечивают такое размещение магнитных частей 31, 33 бойка относительно индукционных катушек 11, 12, которое препятствует воздействию магнитных полей несоответствующих индукционных катушек на магнитные части бойка. После удара бойка об упор, подают напряжение на перемещающее устройство, выполненное в виде индукционной катушки 13, в которой возникает магнитное поле. Под действием магнитного поля индукционной катушки 13 бок движется в сторону индукционной катушки 13 и перемещается в исходное положение. Индукционные катушки 11, 12. 13 выполнены таким образом, что мощность катушки 13 меньше мощности катушек 11 и 12, поэтому при перемещении в исходное положение под действием магнитного поля индукционной катушки 13 бок не совершает удар. Согласно варианту реализации, представленному на фиг. 6, ударное устройство действует аналогично устройствам, описанным выше, за исключением следующего. Удар бойка об упор в данном варианте происходит не напрямую, а через пружину 51. После удара перемещающее устройство, выполненное в виде пружины 51 сжатия, приводит бок в исходное положение. Согласно варианту реализации, представленному на фиг. 7, ударное устройство действует аналогично устройствам, описанным выше, за исключением следующего. Постоянные магниты 41, 42 размещены относительно средней части бойка, выполненной в виде немагнитного проставка 35 так, что разноименные магнитные полюса магнита 42 и индукционной катушки 14 притягиваются, а одноименные магнитные полюса постоянного магнита 41 и индукционной катушки 14 отталкиваются. Использование такой конструкции бойка позволяет с помощью катушки 14 придать бойку большее ускорение, и соответственно увеличить начальный импульс бойка. Согласно варианту реализации, представленному на фиг. 8, ударное устройство действует аналогично устройствам, описанным выше, за исключением следующего. В конструкции ударного устройства согласно представленному варианту реализации использован принцип магнитной пушки. После получения информирующего сигнала электройнный блок в управляющем блоке формирует импульс напряжения, который подают на идукционную катушку 15. Получение импульса напряжения индукционной катушкой 15 приводит к возникновению в ней магнитного поля. Под действием магнитного поля индукционной катушки 1 бок движется в сторону третьего постоянного магнита 70 внешнего относительно бойка. Мощность индукционной катушки 15 подобрана таким образом, что боек движется с достаточным ускорением, чтобы преодолеть отталкивающую силу, возникающую при взаимодействии одноименных магнитных полюсов первого постоянного магнита 43 и третьего постоянного магнита 70. Когда первый постоянный магнит 43 бойка при движении бойка окажется внутри третьего магнита 70, взаимодействие разноименных магнитных полюсов первого постоянного магнита 43 и третьего постоянного магнита 70 обеспечит дополнительное ускорение бойка. Дополнительное ускорение бойка позволяет увеличить силу удара бойка. Для приведения бойка в исходное положение меняют полярность напряжения, подаваемого на индукционную катушку 15. Под действием магнитного поля катушки 15 боек движется в направлении от упора и перемещается в исходное положение. Во всех представленных вариантах изобретения ударное устройство содержит достаточно длинные и тонкие индукционные катушки. Использование таких катушек позволяет увеличить влагозащищенность и морозозащищенность системы для препятствования образованию наледи и сосулек, уменьшить е габаритные размеры и обеспечивает простоту монтажа системы и ее дальнейшее обслуживание. Длины и диаметры индукционных катушек, магнитов и составных частей бойка могут быть подобраны и изменены в зависимости от различных условий. Применение в ударном устройстве комбинированной магнитной системы, состоящей из индукционных катушек, постоянных магнитов, содержащих редкоземельные металлы, позволяет увеличить кинетическую энергию бойка и кроме того обеспечить возвращение бойка в исходное положение. Кроме того, использование в заявленном изобретении принципа "магнитной пушки" и соответствующей конструкции с внешним постоянным магнитом позволяет удалять сосульки большего размера,т.к. бок благодаря дополнительному ускорению передает большую энергию в импульсе при ударе о корпус. При этом для питания системы используют бытовую сеть электропитания 220 В. При использовании в системе для препятствования образованию сосулек и наледи обычных индукционных катушек,энергии бойка не достаточно для удаления больших сосулек. Использование систем накопления таких,как конденсаторные батареи, может сделать систему громоздкой, дорогостоящей и опасной. Использование двух и более ударных устройств, расположенных вдоль длины корпуса, обеспечивает более равномерное ударное воздействие на корпус и более равномерное удаление наледи и сосулек. Использование корпуса, выполненного из нержавеющей стали, обеспечивает коррозионную стойкость системы и исключает замыкание магнитного потока индукционных катушек на корпус. Система для препятствования образованию наледи и сосулек предназначена для многократного использования и не требует замены каких-либо элементов после ее срабатывания. Необходимо отметить, что варианты реализации изобретения, приведенные в настоящем описании,служат лишь примером и не имеют целью ограничить объм изобретения. Сущность и объм настоящего изобретения всецело определены нижеследующей формулой изобретения. Признаки первый, второй, третий используют только для различения разных элементов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система для предотвращения образования наледи и сосулек на объекте, содержащая по меньшей мере один корпус, выполненный с возможностью установки в области потенциального образования наледи и сосулек на объекте,по меньшей мере одно ударное устройство, расположенное в указанном корпусе и содержащее по меньшей мере один бок и по меньшей мере одну индукционную катушку,отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один управляющий блок для управления ударным устройством,связанный с указанным по меньшей мере одним ударным устройством и сетью электропитания,указанный по меньшей мере один корпус содержит по меньшей мере одну торцевую стенку, причем указанное по меньшей мере одно ударное устройство выполнено с возможностью взаимодействия с указанной по меньшей мере одной торцевой стенкой с приведением соответствующего по меньшей мере одного корпуса в движение при получении управляющего электрического сигнала, подаваемого соответствующим управляющим блоком, а указанный по меньшей мере один корпус выполнен с возможностью передачи движения на сосульки и наледь, образовавшиеся в указанной области. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один контактный элемент, связанный с указанным по меньшей мере одним корпусом и выполненный с возможностью, по меньшей мере, частичного расположения в зоне вблизи края объекта и с возможностью перемещения вдоль указанной зоны для удаления наледи и сосулек, расположенных в указанной зоне. 3. Система по п.2, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один контактный элемент выполнен с возможностью, по меньшей мере, частичного расположения на объекте. 4. Система по п.2 или 3, в которой контактный элемент представляет собой сетку, содержащую подвижные и/или неподвижные относительно друг друга звенья. 5. Система по пп.1-4, в которой указанный по меньшей мере один корпус выполнен из нержавеющей стали. 6. Система по пп.1-5, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один пульт дистанционного управления для управления указанным по меньшей мере одним управляющим блоком. 7. Система по пп.1-6, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один таймер для управления указанным по меньшей мере одним управляющим блоком. 8. Система по пп.1-7, в которой указанный по меньшей мере один корпус выполнен в виде трубы с герметично закрытыми торцевыми стенками. 9. Система по пп.1-8, в которой указанный по меньшей мере один корпус содержит по меньшей мере один упор, закрепленный на торцевой стенке корпуса и выполненный с возможностью взаимодействия с ударным устройством. 10. Система по пп.1-9, в которой указанный по меньшей мере один корпус механически обработан и/или имеет покрытие внешней поверхности. 11. Система по пп.2-10, в которой указанный по меньшей мере один контактный элемент имеет покрытие. 12. Система по пп.1-11, в которой ударное устройство содержит по меньшей мере одну индукционную катушку и по меньшей мере один бок, содержащий магнитный материал, отличающаяся тем, что ударное устройство содержит по меньшей мере одно основание в виде трубки, которое выполнено из немагнитного материала, на котором закреплена указанная по меньшей мере одна индукционная катушка и которое выполнено с возможностью перемещения в нем указанного по меньшей мере одного бойка между исходным положением и конечным положением. 13. Система по п.12, в которой ударное устройство содержит по меньшей мере одно перемещающее устройство, выполненное с возможностью взаимодействия с указанным по меньшей мере одним бойком для перемещения его в исходное положение. 14. Система по п.13, в которой перемещающее устройство представляет собой пружину растяжения, пружину сжатия или индукционную катушку. 15. Система по пп.12-14, в которой бок содержит по меньшей мере один постоянный магнит. 16. Система по пп.12-15, в которой бок содержит переднюю часть и заднюю часть, которые выполнены из магнитного материала, и среднюю часть, выполненную из немагнитного материала. 17. Система по пп.12-16, в которой указанный по меньшей мере один бок содержит, по меньшей мере, первый и второй постоянные магниты, закрепленные на концах бойка, а ударное устройство дополнительно содержит, по меньшей мере, третий постоянный магнит, выполненный с возможностью взаимодействия по меньшей мере с одним постоянным магнитом, закрепленным на конце бойка. 18. Система по п.17, в которой указанный, по меньшей мере, третий постоянный магнит закреплн на указанном по меньшей мере одном основании. 19. Система по пп.17, 18, в которой указанная по меньшей мере одна индукционная катушка выполнена с возможностью взаимодействия с бойком для приведения его в исходное положение посредством изменения полярности питающего напряжения. 20. Система по пп.12-19, в которой основание выполнено из нержавеющей стали или пластмассы. 21. Система по пп.12-20, в которой постоянный магнит содержит феррит, неодим-железо-бор или самарий-кобальт. 22. Система по пп.12-21, в которой бок содержит ударник, выполненный из немагнитного материала. 23. Способ удаления наледи и сосулек с помощью системы по любому из пп.1-22, содержащий этапы, на которых подают электрический управляющий сигнал от управляющего блока, связанного с ударным устройством и сетью электропитания, к ударному устройству, расположенному в корпусе, выполненном с возможностью установки в области потенциального образования наледи и сосулек,перемещают бок ударного устройства под воздействием указанного сигнала и магнитных сил, сообщаемых соответствующей магнитной системой, расположенной внутри корпуса, в направлении первой торцевой стенки этого корпуса в конечное положение,перемещают корпус, так чтобы в результате это вызывало удаление наледи и сосулек, связанных с указанным по меньшей мере одним корпусом. 24. Способ по п.23, который дополнительно содержит перемещение по меньшей мере одного бойка в направлении второй торцевой стенки корпуса в исходное положение. 25. Способ по пп.23, 24, который дополнительно содержит перемещение по меньшей мере одного контактного элемента, связанного по меньшей мере с одним корпусом и, по меньшей мере, частично расположенного в зоне вблизи края объекта, вдоль указанной зоны для удаления наледи и сосулек в указанной зоне. 26. Способ по пп.23-25, который дополнительно содержит ускорение бойка посредством взаимодействия магнитных полей постоянного магнита, связанного с бойком, и постоянного магнита, внешнего по отношению к бойку. 27. Способ по пп.23-26, который дополнительно содержит получение по меньшей мере одним управляющим блоком управляющего радиосигнала, который подают с соответствующего пульта дистанционного управления и при получении которого управляющий блок подат указанный первый управляющий сигнал. 28. Способ по пп.23-26, который дополнительно содержит получение по меньшей мере одним управляющим блоком сигнала, который подают посредством соответствующего таймера и при получении которого управляющий блок подат указанный первый управляющий сигнал. 29. Способ по пп.23-28, в котором перемещение бойка в исходное положение обеспечивают посредством перемещающего устройства. 30. Способ по пп.23-28, в котором перемещение бойка в исходное положение обеспечивают посредством подачи управляющим блоком второго электрического управляющего сигнала, причем первый и второй управляющие сигналы имеют различную полярность.
МПК / Метки
МПК: E04D 13/076
Метки: образованию, система, сосулек, наледи, препятствования
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/11-25144-sistema-dlya-prepyatstvovaniya-obrazovaniyu-naledi-i-sosulek.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Система для препятствования образованию наледи и сосулек</a>
Предыдущий патент: Способ получения гранул
Следующий патент: Устройство для очистки сточных вод
Случайный патент: Электронный многотарифный счетчик электрической энергии