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一种体育建筑屋面或玻璃天窗 超 声波除冰装置

阅读：228发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种体育建筑屋面或玻璃天窗超声波除冰装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种体育建筑屋面或玻璃天窗超声波除冰装置，属于除冰器械领域。本实用新型是为了解决现有的机械除冰装置组成部件多、体积大，使得成本较高、耗能较大、荷载较大、易出现故障等问题。所述的超声波除冰装置包括滑动架体、两个驱动组件、多个滑动小车和多个超声波除冰组件；滑动架体包括两根并排设置的横梁和多根并排均匀设置的导轨，多根导轨垂直安装在两根横梁之间，每个滑动小车滚动安装在一根导轨上，且每个滑动小车上设置有一个超声波除冰组件；每根横梁上固定安装一个驱动组件，两个驱动组件用以驱动滑动小车的滑动。本实用新型主要为了清除玻璃天窗上的覆冰。，下面是一种体育建筑屋面或玻璃天窗超声波除冰装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种体育建筑屋面或玻璃天窗超声波除冰装置，其特征在于：它包括滑动架体(1)、两个驱动组件(5)、多个滑动小车(2)和多个超声波除冰组件(3)；
滑动架体(1)包括两根并排设置的横梁(1-2)和多根并排均匀设置的导轨(1-1)，多根导轨(1-1)垂直安装在两根横梁(1-2)之间，每个滑动小车(2)滚动安装在一根导轨(1-1)上，且每个滑动小车(2)上设置有一个超声波除冰组件(3)；
每根横梁(1-2)上固定安装一个驱动组件(5)，两个驱动组件(5)用以驱动滑动小车(2)的滑动。
2.根据权利要求1所述的超声波除冰装置，其特征在于：所述的超声波除冰装置还包括多根刮板(4)，每个滑动小车(2)的两端分别垂直固定安装一根刮板(4)。
3.根据权利要求1所述的超声波除冰装置，其特征在于：所述的超声波除冰组件(3)包括超声波发生器(3-1)、超声波换能器(3-2)、超声波变幅杆(3-3)和金属工具头(3-4)，超声波发生器(3-1)置于滑动小车(2)的上端面，超声波换能器(3-2)与超声波发生器(3-1)固定连接，金属工具头(3-4)通过超声波变幅杆(3-3)连接在超声波换能器(3-2)上。
4.根据权利要求3所述的超声波除冰装置，其特征在于：所述的金属工具头(3-4)包括上支撑环(3-4-1)、下支撑环(3-4-3)、圆盘(3-4-4)、伸缩机构(3-4-5)、金属橡胶垫(3-4-6)和多根支撑杆(3-4-2)；
上支撑环(3-4-1)与下支撑环(3-4-3)上下并排设置，并通过多根支撑杆(3-4-2)进行固定连接，上支撑环(3-4-1)和下支撑环(3-4-3)的中间位置均开有圆孔，伸缩机构(3-4-5)的顶端穿过上支撑环(3-4-1)上的圆孔并与超声波变幅杆(3-3)的底端固定连接，且伸缩机构(3-4-5)的上端与上支撑环(3-4-1)上的圆孔内壁通过杆件固定连接，伸缩机构(3-4-5)的底端穿过下支撑环(3-4-3)上的圆孔并与圆盘(3-4-4)的上表面固定连接，圆盘(3-4-4)的下表面和下支撑环(3-4-3)的下表面均设置有金属橡胶垫(3-4-6)。
5.根据权利要求4所述的超声波除冰装置，其特征在于：所述的圆盘(3-4-4)的外径小于下支撑环(3-4-3)上圆孔的内径。
6.根据权利要求5所述的超声波除冰装置，其特征在于：所述的伸缩机构(3-4-5)包括伸缩杆(3-4-5-1)、弹簧(3-4-5-2)和卡槽(3-4-5-3)，伸缩杆(3-4-5-1)的一端伸入卡槽(3-
4-5-3)内，且与卡槽(3-4-5-3)滑动连接，伸缩杆(3-4-5-1)的另一端固定连接在超声波变幅杆(3-3)的底端，弹簧(3-4-5-2)套装在伸缩杆(3-4-5-1)上，且弹簧(3-4-5-2)的一端固定连接在卡槽(3-4-5-3)上，弹簧(3-4-5-2)的另一端固定连接在伸缩杆(3-4-5-1) 的上端部。
7.根据权利要求1所述的超声波除冰装置，其特征在于：所述的驱动组件(5)包括驱动电机(5-1)、驱动轴(5-2)、轴承座(5-4)、轴承和多组钢丝绳(5-3)，驱动电机(5-1)与驱动轴(5-2)的一端固定连接，驱动轴(5-2)的另一端通过轴承安装在轴承座(5-4)内，每组钢丝绳(5-3)的一端固定连接在驱动轴(5-2)上，每组钢丝绳(5-3)的另一端分别固定安装在一个滑动小车(2)上。
8.根据权利要求7所述的超声波除冰装置，其特征在于：每组钢丝绳(5-3)包括两根钢丝绳。
9.根据权利要求1所述的超声波除冰装置，其特征在于：所述的滑动小车(2)的内壁上设置有三个滚轮(2-1)，三个滚轮(2-1)分别处于滑动小车(2)的两个内侧壁和上内壁上。

说明书全文

一种体育建筑屋面或玻璃天窗 超 声波除冰装置

技术领域

[0001] 本实用新型属于除冰器械领域。具体涉及一种体育建筑屋面或玻璃天窗超声波除冰装置。

背景技术

[0002] 由于湿雪、冻雨、霜冻等原因造成的体育建筑屋面或天窗覆冰，是严重威胁建筑安全的主要问题之一。屋面或天窗覆冰，往往会引起表面荷载的增加，引发表面破裂、倒塌等事故。目前屋面的除冰方法有三种，包括：人工除冰、融雪法除冰和机械法除冰。人工除冰采用人力在屋面对覆冰进行清除，从而达到除冰的目的，但屋面人工除冰效率低，且具有一定的危险性，不适合大型建筑屋面的除雪；融雪法除冰主要是利用除雪剂对覆冰进行融化而达到除冰的目的，但融雪法除冰的效率虽然比人工除冰的效率高，但由于其需要喷洒融雪剂，会造成环境污染；机械除冰装置采用特制的机械装置，对屋面的覆冰通过破碎、扫除的方法而达到除冰的目的，机械法除冰虽然效率高，也不会对环境造成污染，但是现有技术中的机械装置组成部件多，体积大，使得成本较高、耗能较大、荷载较大和易出现故障。因此需要一种轻质新型的自动除冰装置来取代传统除冰设备。实用新型内容

[0003] 本实用新型是为了解决现有的机械除冰装置组成部件多、体积大，使得成本较高、耗能较大、荷载较大、易出现故障等问题。现提供一种体育建筑屋面或玻璃天窗超声波除冰装置。

[0004] 本实用新型采用的技术方案是：

[0005] 所述的超声波除冰装置包括滑动架体1、两个驱动组件5、多个滑动小车2和多个超声波除冰组件3；滑动架体1包括两根并排设置的横梁1-2和多根并排均匀设置的导轨1-1，多根导轨1-1垂直安装在两根横梁1-2之间，每个滑动小车2滚动安装在一根导轨1-1上，且每个滑动小车2上设置有一个超声波除冰组件3；每根横梁1-2上固定安装一个驱动组件5，两个驱动组件5用以驱动滑动小车2的滑动。

[0006] 进一步地，所述的超声波除冰装置还包括多根刮板4，每个滑动小车2的两端分别垂直固定安装一根刮板4。

[0007] 进一步地，所述的超声波除冰组件3包括超声波发生器3-1、超声波换能器3-2、超声波变幅杆3-3和金属工具头3-4，超声波发生器3-1置于滑动小车2的上端面，超声波换能器3-2与超声波发生器3-1固定连接，金属工具头3-4通过超声波变幅杆3-3连接在超声波换能器3-2上。

[0008] 进一步地，所述的金属工具头3-4包括上支撑环3-4-1、下支撑环3-4-3、圆盘3-4-4、伸缩机构3-4-5、金属橡胶垫3-4-6和多根支撑杆3-4-2；上支撑环3-4-1与下支撑环3-4-3上下并排设置，并通过多根支撑杆3-4-2进行固定连接，上支撑环3-4-1和下支撑环3-4-3的中间位置均开有圆孔，伸缩机构3-4-5的顶端穿过上支撑环3-4-1上的圆孔并与超声波变幅杆3-3的底端固定连接，且伸缩机构3-4-5的上端与上支撑环3-4-1上的圆孔内壁通过杆件固定连接，伸缩机构3-4-5的底端穿过下支撑环3-4-3上的圆孔并与圆盘3-4-4的上表面固定连接，圆盘3-4-4的下表面和下支撑环3-4-3的下表面均设置有金属橡胶垫3-4-6。

[0009] 进一步地，所述的圆盘3-4-4的外径小于下支撑环3-4-3上圆孔的内径。

[0010] 进一步地，所述的伸缩机构3-4-5包括伸缩杆3-4-5-1、弹簧3-4-5-2和卡槽3-4-5-3，伸缩杆3-4-5-1的一端伸入卡槽3-4-5-3内，且与卡槽3-4-5-3滑动连接，伸缩杆3-4-5-1的另一端固定连接在超声波变幅杆3-3的底端，弹簧3-4-5-2套装在伸缩杆3-4-5-1上，且弹簧3-4-5-2的一端固定连接在卡槽3-4-5-3上，弹簧3-4-5-2的另一端固定连接在伸缩杆3-
4-5-1的上端部。

[0011] 进一步地，所述的驱动组件5包括驱动电机5-1、驱动轴5-2、轴承座5-4、轴承和多组钢丝绳5-3，驱动电机5-1与驱动轴5-2的一端固定连接，驱动轴5-2的另一端通过轴承安装在轴承座5-4内，每组钢丝绳5-3的一端固定连接在驱动轴5-2上，每组钢丝绳5-3的另一端分别固定安装在一个滑动小车2上。

[0012] 进一步地，每组钢丝绳5-3包括两根钢丝绳。

[0013] 进一步地，所述的滑动小车2的内壁上设置有三个滚轮2-1，三个滚轮2-1分别处于滑动小车2的两个内侧壁和上内壁上。

[0014] 本实用新型与现有技术相比产生的有益效果是：

[0015] 1、本装置利用超声波原理除冰，应用于体育建筑屋面或玻璃天窗的除冰，取代人工除冰，降低成本与风险程度，同时代替传统大型的机械屋面除冰设备，减轻屋面的机械设备荷载；

[0016] 2、本装置结构简单，成本低，工作效率提高了50％；

[0017] 2、本装置适用于平坦的玻璃屋面，可以处于水平方向，也可以处于倾斜状态。附图说明

[0018] 图1为本装置的整体结构示意图；

[0019] 图2为图1中I处的局部放大图；

[0020] 图3为本装置的纵剖图；

[0021] 图4为金属工具头的结构示意图。

具体实施方式

[0022] 具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式中，所述的超声波除冰装置包括滑动架体1、两个驱动组件5、多个滑动小车2和多个超声波除冰组件3；

[0023] 滑动架体1包括两根并排设置的横梁1-2和多根并排均匀设置的导轨1-1，多根导轨1-1垂直安装在两根横梁1-2之间，每个滑动小车2滚动安装在一根导轨1-1上，且每个滑动小车2上设置有一个超声波除冰组件3；

[0024] 每根横梁1-2上固定安装一个驱动组件5，两个驱动组件5用以驱动滑动小车2的滑动。

[0025] 超声波的产生过程是利用压电材料的逆压电效应，将交变的电流信号转化为高频的机械振动或声波类信号。超声波在覆冰和覆冰与底面组成的双层介质中传播，产生的切向与法向应力会对覆冰面产生压缩应力，达到破碎冰的效果，对覆冰与底面结合出产生剪切应力，这种应力对覆冰会产生一种剥离作用，从而达到除冰效果。当超声波载荷作用在覆冰表面上时，在覆冰与底面结合处产生的剪切应力会破坏覆冰与底面间的连接，使底面与覆冰产生剥离作用，当它大于覆冰的粘结应力时覆冰与底面发生分离，在覆冰表面产生的剪切应力，对覆冰产生破碎作用，当它大于覆冰的压缩应力强度时，覆冰发生破碎现象。

[0026] 滑动小车2与超声波除冰组件3在驱动组件5的驱动下，沿着导轨滑动，超声波除冰组件3通过发射超声波而将覆冰破碎。

[0027] 本装置中的滑动架体1可按实际情况进行定制。

[0028] 具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式中，所述的超声波除冰装置还包括多根刮板4，每个滑动小车2的两端分别垂直固定安装一根刮板4。

[0029] 当超声波除冰组件将覆冰破碎的同时，滑动小车2沿着导轨滑动时，通过刮板将破碎的冰碴刮到一侧，然后统一进行清理。

[0030] 其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

[0031] 具体实施方式三：结合图3说明本实施方式，本实施方式中，所述的超声波除冰组件3包括超声波发生器3-1、超声波换能器3-2、超声波变幅杆3-3和金属工具头3-4，超声波发生器3-1置于滑动小车2的上端面，超声波换能器3-2与超声波发生器3-1固定连接，金属工具头3-4通过超声波变幅杆3-3连接在超声波换能器3-2上。

[0032] 其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

[0033] 具体实施方式四：结合图4说明本实施方式，本实施方式中，所述的金属工具头3-4包括上支撑环3-4-1、下支撑环3-4-3、圆盘3-4-4、伸缩机构3-4-5、金属橡胶垫3-4-6和多根支撑杆3-4-2；

[0034] 上支撑环3-4-1与下支撑环3-4-3上下并排设置，并通过多根支撑杆3-4-2进行固定连接，上支撑环3-4-1和下支撑环3-4-3的中间位置均开有圆孔，伸缩机构3-4-5的顶端穿过上支撑环3-4-1上的圆孔并与超声波变幅杆3-3的底端固定连接，且伸缩机构3-4-5的上端与上支撑环3-4-1上的圆孔内壁通过杆件固定连接，伸缩机构3-4-5的底端穿过下支撑环3-4-3上的圆孔并与圆盘3-4-4的上表面固定连接，圆盘3-4-4的下表面和下支撑环3-4-3的下表面均设置有金属橡胶垫3-4-6。

[0035] 在除冰过程中，因玻璃天窗表面上的覆冰可能存在厚度不一，圆盘3-4-4在伸缩机构3-4-5的作用下可以紧贴在覆冰的表面上，除冰效果好。

[0036] 而且，当功率100W时，换能器激发的剪切应力大约能除掉0.12平方米的覆冰，加上热效应、超声空化效应、除冰面积会更大，因此需要金属工具头可伸缩移动。

[0037] 其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

[0038] 具体实施方式五：本实施方式中，所述的圆盘3-4-4的外径小于下支撑环3-4-3上圆孔的内径。

[0039] 其它组成和连接方式与具体实施方式四相同。

[0040] 具体实施方式六：结合图4说明本实施方式，本实施方式中，所述的伸缩机构3-4-5包括伸缩杆3-4-5-1、弹簧3-4-5-2和卡槽3-4-5-3，伸缩杆3-4-5-1的一端伸入卡槽3-4-5-3内，且与卡槽3-4-5-3滑动连接，伸缩杆3-4-5-1的另一端固定连接在超声波变幅杆3-3的底端，弹簧3-4-5-2套装在伸缩杆3-4-5-1上，且弹簧3-4-5-2的一端固定连接在卡槽3-4-5-3上，弹簧3-4-5-2的另一端固定连接在伸缩杆3-4-5-1的上端部。

[0041] 当圆盘3-4-4从较薄的覆冰层移动到较厚的覆冰层时，卡槽3-4-5-3沿着伸缩杆3-4-5-1的长度方向向上移动，从而使得弹簧被压缩，当圆盘3-4-4从较厚的覆冰层移动到较薄的覆冰层时，弹簧弹回。

[0042] 其它组成和连接方式与具体实施方式五相同。

[0043] 具体实施方式七：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式中，所述的驱动组件5包括驱动电机5-1、驱动轴5-2、轴承座5-4、轴承和多组钢丝绳5-3，驱动电机5-1与驱动轴
5-2的一端固定连接，驱动轴5-2的另一端通过轴承安装在轴承座5-4内，每组钢丝绳5-3的一端固定连接在驱动轴5-2上，每组钢丝绳5-3的另一端分别固定安装在一个滑动小车2上。

[0044] 所述的钢丝绳5-3缠绕在驱动轴5-2上，当滑动小车在钢丝绳5-3的作用下沿着导轨滑动时，两组驱动组件5中驱动电机5-1同向转动，其中一个驱动轴5-2上的钢丝绳5-3缠绕在驱动轴5-2上，另一个驱动轴5-2上的钢丝绳5-3从此驱动轴5-2上放线，滑动小车从导轨的一端滑动到另一端，为了更好去除冰层，可以使得滑动小车反复来回运动，因此两个驱动电机反向运动，滑动小车从导轨的另一端滑动到一端。

[0045] 其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

[0046] 具体实施方式八：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式中，为了使得滑动小车运动更加稳定，每组钢丝绳5-3包括两根钢丝绳。

[0047] 其它组成和连接方式与具体实施方式七相同。

[0048] 具体实施方式九：结合图3说明本实施方式，本实施方式中，为了减小滑动小车与导轨的摩擦力，所述的滑动小车2的内壁上设置有三个滚轮2-1，三个滚轮2-1分别处于滑动小车2的两个内侧壁和上内壁上。

[0049] 其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

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