струйное водопроводное сопло

Формула изобретения

1. Струйное водопроводное сопло, содержащее корпус, имеющий внутреннюю стенку, замкнутую на себе и образующую поверхность стенки, расширяющуюся радиально наружу, радиальную входную часть и выходную часть, расположенную вниз по течению от нее, стержень, расположенный во внутренней стенке и имеющий на нем направленную под углом наружу поверхность, выполненную и расположенную так, чтобы направлять поток жидкости на расширяющуюся поверхность внутренней стенки корпуса сопла, перегородки, оперативно соединенные с радиальной входной частью корпуса для распределения жидкости вокруг стержня в корпусе и впускное средство для подачи жидкости из источника во входную часть корпуса, отличающееся тем, что для выпуска непрерывного потока жидкости, образующего замкнутый периметр в плоскости поперечного сечения и полость внутри потока, расширяющаяся радиально наружу поверхность стенки, проходит существенно на расстоянии от направленной под углом поверхности стержня в направлении потока и выполнена изогнутой конфигурации.

2. Сопло по п.1, отличающееся тем, что стержень установлен аксиально относительно внутренней стенки.

3. Сопло по п.2, отличающееся тем, что стержень имеет участок уменьшенной ширины смежно с входной частью.

4. Сопло по п. 3, отличающееся тем, что поверхность стержня, расположенная под углом, образует часть участка уменьшенной ширины.

5. Сопло по п.1, отличающееся тем, что угол поверхности, расположенной под углом, равен по существу 35^o, как измерено от наружной поверхности стержня.

6. Сопло по п. 1, отличающееся тем, что стержень установлен с возможностью регулирования в корпусе сопла.

7. Сопло по п. 1, отличающееся тем, что поверхность стержня, расположенная под углом, и внутренняя стенка корпуса сопла выполнены и расположены смежно друг с другом для образования отверстия, которое не забивается.

8. Сопло по п. 1, отличающееся тем, что внутренняя стенка является по существу конической по форме, поток жидкости также конический в корпусе сопла, но он является круглым сразу после выхода из корпуса сопла.

9. Сопло по п. 1, отличающееся тем, что стержень выступает от входной части к выходной части, а крышка соединена с ним на выходной части.

10. Сопло по п.1, отличающееся тем, что внутренняя стенка корпуса сопла оканчивается острой кромкой на выходной части.

11. Сопло по п.1, отличающееся тем, что поверхность, расположенная под углом, образована конической частью стержня.

12. Сопло по п. 1, отличающееся тем, что для применения его в душевой кабине корпус сопла приспособлен для подсоединения к душевой кабине.

13. Сопло по п.1, отличающееся тем, что радиальная входная часть образована множеством радиально расположенных каналов.

14. Узел сопла, отличающийся тем, что содержит струйное водопроводное сопло по п.1, корпус которого подсоединен к душевой кабине.

15. Узел сопла по п.14, отличающийся тем, что душевая кабина включает в себя средство рециркуляции воды из ванны в корпус сопла.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к соплу такого типа, которое выпускает непрерывный плоский поток жидкости, причем поток имеет замкнутый периметр и внутри потока образуется полость.

В последние годы предпринимались большие усилия, чтобы заставить воду течь из кранов или сопел трубчатых конфигураций. Это делается в основном по эстетическим причинам и также с целью экономии воды. Например, известно в технике, что применяют сопло в форме тороидальной камеры, чтобы заставить воду течь в виде вертикального цилиндра. Такое техническое решение раскрыто в патенте США N 5215260.

Также, многие сопла или душевые головки разбрызгивают воду через отверстия или щели для создания отдельных струй воды. Отверстия или щели в этих соплах расположены в ряд так, что отдельные струи воды проходят по периметру круга, см., например, патент США N 1476471.

Одной проблемой, связанной с соплами такого типа, является то, что выходной патрубок расположен так, что он обеспечивает горизонтальный выход воды, при этом стенка цилиндрической полости, образованной потоком воды, стремится соединиться вместе в пределах короткого расстояния, после того как из сопла вытечет вода. Другой проблемой является то, что в таком положении выходного патрубка поток воды стремится разрешиться или стать неравномерным, когда вода вытекает из сопла.

Повышение давления воды, вытекающей в виде непрерывного плоского потока из сопла, позволяет поддерживать целостность потока, когда она вытекает из него горизонтально, однако это отрицательно влияет на экономию воды и создает удары по коже. Желательно без значительного повышения давления сохранить целостность потока воды в горизонтальном выходном сопле.

Еще одной проблемой, которая не решается в известных технических решениях, является забивание сопел в тех случаях, когда вода загрязняется частицами (например, когда вода, используемая для мытья, рециркулирует в сопло).

Итак, существует необходимость в улучшенном сопле указанного типа.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения создано струйное водопроводное сопло для выпуска непрерывного потока воды, в котором плоский поток воды имеет замкнутый периметр в плоскости поперечного сечения и полость внутри потока. Сопло включают в себя корпус, имеющий внутреннюю стенку, которая замкнута на себе, с внутренней стенкой, имеющий расширяющуюся наружу поверхность.

Корпус сопла имеет также входную часть и выходную часть. Во внутренней стенке расположен стержень, который имеет направленную под углом наружу поверхность, выполненную и расположенную так, чтобы направлять воду на расширяющуюся поверхность внутренней стенки корпуса сопла. С входной частью корпуса сопла соединена перегородка для распределения жидкости вокруг стержня, расположенного в корпусе сопла, и впускное средство для подачи жидкости к входной части.

Согласно другому аспекту стержень расположен аксиально относительно внутренней стенки и имеет участок уменьшенной ширины смежно с входной частью.

В конкретном исполнении поверхность стержня, расположенная под углом, образует часть участка уменьшенной ширины, причем угол расположенной под углом поверхности равен по существу 35^o, как измерено от наружной поверхности стержня.

Согласно другому аспекту поверхность стержня, расположенная под углом, и внутренняя стенка корпуса сопла образованы и расположены смежно друг с другом для образования отверстия, которое не закупоривается.

В другом конкретном исполнении внутренняя стенка корпуса сопла оканчивается острой кромкой на выходной части.

Еще в одном конкретном исполнении сопло соединено с арматурой душа, в котором вода рециркулирует из резервуара для купания в сопло.

На чертежах:

Фиг. 1 изображает вид сверху в горизонтальной проекции узла водопроводного сопла, показывающий два или более сопел, соединенных вместе, согласно настоящему изобретению.

Фиг. 2 - горизонтальный вид в разрезе в увеличенном масштабе одного из сопел, показанных на фиг. 1.

Фиг. 3 - вид в разрезе в плоскости 3-3 фиг. 2.

Фиг. 4 - вид, подобный фиг. 2, показывающий другой вариант исполнения.

Фиг. 5 - частичный вид в разрезе в увеличенном масштабе конструкции, показанной на фиг. 4.

Фиг. 6 - вид спереди в перспективе, показывающий узел водопроводного сопла в душевой кабине.

Фиг. 7 - схематический вид, показывающий каналы для рециркуляции воды.

Узел 10 водопроводного сопла, показанный на фиг. 1, имеет два водопроводных сопла 11 и 13, которые соединены с впускным трубопроводом 15 для воды посредством Т-образного соединения 17. Как показано на фиг. 2 и 3, каждое из двух струйных сопел 11 и 13 имеет корпус 12 с секцией 14 для впуска воды и секцией 18 для выхода воды, секция 14 для впуска воды соединена с коленом 18 трубы для подачи воды. Вода проходит через три канала 20, при этом стенки 21, 22 и 23 впускной секции 14 действуют в качестве перегородок. В корпусе 12 установлен аксиально стержень 24, который удерживается в нем частью 25 уменьшенного диаметра, расположенной в отверстии 27 впускной секции 14 корпуса 12.

На стержне 24 имеется участок 30 уменьшенной ширины, образованный противоположно расположенными под углом и разнесенными поверхностями 32 и 34 стенок смежно с впускной секцией 14. В предпочтительном исполнении угол поверхности 34, расположенной под углом, равен 35^o, как измерено от наружной поверхности 28 стержня 24, и образован конической частью стержня. Вода течет в эту часть 30 уменьшенной ширины и направляется расположенной под углом поверхностью 34 в сторону и на внутреннюю стенку 36. Как показывают направляющие стрелки, вода проходит вдоль расширяющейся и конической стенки 36, которая увеличена в диаметре и замкнута на себе, и затем выходит из выпускной секции 16 сопла.

Когда вода течет из корпуса 12, она образует по существу круговой или конический поток воды с замкнутым периметром в плоскости поперечного сечения и полость внутри потока. Ранее описанный поток воды течет вдоль горизонтальной оси из выпускного конца или выпускной секции 16.

К стержню 24 прикреплена уравновешивающая крышка 42 посредством выступа 44, расположенного в камере 45. Уравновешивающее кольцо 46 соединено соответственно с корпусом 12 для размещения на панели 19 узла 54 струйного сопла, как будет дальше объяснено в связи с фиг. 6.

Фиг. 4 и 5 показывают другой вариант исполнения сопла 11, где одинаковые элементы имеют одно обозначение, но с добавлением "A". Сопло 11A отличается от сопла 11 тем, что оно имеет наружную резьбу 47A на участке 25A уменьшенного диаметра стержня 24A, а также соответствующую внутреннюю резьбу в отверстии 27A. Это позволяет регулировать зазор 48A между расположенной под углом поверхностью 34A и смежной поверхностью 37A внутренней стенки 36A. Это расстояние будут определять в зависимости от давления воды и скорости потока, которая может достигать в некоторых случаях 8 галлон/мин или 80 галлон/мин для всех десяти сопел. Если это потребуется, то скорость потока может быть выше. Резьбовая регулировка является необязательным признаком и в большинстве случаев ее не применяют. Вместо этого расстояние будет определяться на производственном оборудовании и предварительно регулироваться без применения резьбы.

Обратимся конкретно к фиг. 6 и 7, на которых показано множество узлов 10B водопроводных сопел в соединении с душевой кабиной 50. Узлы 10B сопел подобны узлам 10 тем, что каждое включает в себя сопла 11 и 13. Вместо T-образного соединителя имеется клапан 34, который также действует в качестве соединителя с впускным трубопроводом 15.

Душевая кабина 50 включает в себя ванну 52 для купания, колонку 54 для струйных сопел и поддон 56 для потока воды. Ванна 52 раскрыта по существу в патенте США N 5289599, который принадлежит данному заявителю. Его содержимое включено здесь для справки.

Ванна 52 представляет собой ножную ванну вихревого типа, которая включает в себя боковые стенки 58, 59, 60, 61 и 62. Она также снабжена сиденьем 64 и спускным отверстием 65. Ограждение достигается за счет боковых панелей 53 и 51 и дверной панели 57 (и боковых стен ванной комнаты). В ванне расположены выпускные патрубки 66 для вихревых струй, а также слив 67 переливной трубы. Как лучше всего показано на фиг. 7, входное отверстие 68 в систему рециркуляции соединено трубопроводом 70 с насосом 71, который подает воду для купания в патрубки 66 посредством T-образного соединителя 73, клапана 74 и выпускных трубопроводов 75. Клапан 77 с переменным потоком регулирует поток воды в колонну 54 сопел, направляющих струю на тело, посредством трубопровода 79, а также поддона 56 для падающей воды. Вода будет сначала поступать в ванну 52, например, через стандартный желоб ванны (не показан).

Колонка 54 сопел принимает воду из трубопровода 80 и коллектора 81, который соединен с рядом узлов 10B сопел посредством впускных трубопроводов 15. Имеются пять групп узлов 10B сопел, каждая из которых отдельно регулируется клапанами 84, таким образом вода может разбрызгиваться из узлов 10B сопел на различной высоте, если это требуется.

Вода рециркулирует в колонку 54 сопел, а также в поддон 56 для падающей воды и выпускные патрубки 66 для создания струй с завихрением. Ими могут быть либо альтернативные пути потока, либо одновременные потоки, если это требуется. Как было указано, поток воды можно регулировать отдельно клапанами 84 в колонке 54 струйных сопел. Вода будет подаваться из ванны 52 посредством входного патрубка 68, впускного трубопровода 70, насоса 71, соединителя 73, выпускного трубопровода 76, клапана 77 и трубопроводов 79 и 80, а также коллектора 81, питающего входные патрубки 15.

Вода также рециркулирует в поддон 56 для падающей воды из трубопровода 80 в ответвления 88 и 89 и клапаны 90 и 91. Она рециркулирует в струйные выходные патрубки 66 посредством клапана 74, выпускного трубопровода 75 и трубопровода 86.

Важным признаком настоящего изобретения является то, что вода в соплах 11 и 11A направляется над расположенными под углом поверхностями 34 и 34A стенок и на соответствующие внутренние стенки 36 и 36A, которые замкнуты на себе и образуют расширяющуюся наружу стенную поверхность. Это способствует образованию кругового строения потока воды, а в предпочтительном способе вдоль горизонтальной оси. Широкий зазор 48 и 48A между расположенными под углом стенными поверхностями 34, 34A и смежными стенными поверхностями 37, 37A внутренних стенок 36, 36A позволяет разместить измерительное сопло, которое трудно забивается. Это является важным фактором, когда применяют рециркулирующую воду.

Другим важным признаком является наличие острых кромок 38, 38A на выходных секциях 16, 16A корпусов 12, 12A. Это позволяет образовать прямую и гладкую наружную поверхность для потока воды. Этот результат не может достигаться, если кромка не острая, а, например, закруглена или изогнута.

Итак, настоящим изобретением является улучшенное сопло. Хотя были описаны конкретные варианты выполнения, однако специалисту в данной области техники очевидно, что в объеме настоящего изобретения возможны различные модификации и изменения. Настоящее изобретение также позволяет потоку жидкости проходить в форме других геометрических конфигураций, которые не являются периметром круга в вертикальной плоскости, а, например, предполагаются овальные, треугольные или прямоугольные, а также конические конфигурации. Эти другие геометрические конфигурации можно получить путем выполнения поверхности 34, расположенной под углом, и стенки 36 с соответствующими геометрическими конфигурациями. В случае этих конфигураций, имеющих углы, возможно потребуется частично отклонить поток в сторону от углов поверхности, расположенной под углом.

Также настоящее сопло можно применять с источниками воды под давлением, которые не рециркулируют и могут направлять поток воды вдоль вертикальной оси, а также по горизонтальной оси. Кроме того, клапан можно установить во впускном трубопроводе, а не в T-образном соединителе. Все эти и другие модификации находятся в объеме настоящего изобретения.