Устройство для принятия горячих ванн

Техническое решение относится к удовлетворению жизненных потребностей человека, а именно - к устройствам для принятия горячих ванн, в частности к переносным банным чанам и купелям, которые могут использоваться, например, под открытым небом в местах отдыха с целью проведения водных, релаксационных и/или гигиенических процедур.
Из уровня техники известно устройство для принятия горячих ванн, включающее металлическую емкость, содержащую стенки и днище, при этом стенки включают, как минимум, три горизонтальных ряда, расположенных под углом друг к другу, каждый из рядов выполнен с плоскими трапециевидными гранями, сопряженными между собой боковыми сторонами, а меньшее основание трапециевидной грани одного ряда сопрягается с большим основанием трапециевидной грани нижерасположенного ряда, при этом сопряжение граней выполнено с образованием ребер, а днище выполнено плоским в форме равностороннего многоугольника, при этом стороны многоугольника сопряжены с нижними основаниями трапециевидных граней нижнего ряда (Патент РФ №RU 185118, МПК A61H 33/00, опубликован 22.11.2018).
Из уровня техники известно устройство для принятия горячих ванн, включающее металлическую емкость, содержащую стенки и днище, печь, выполненную в форме на основе объемной многогранной фигуры, расположенную с внешней стороны емкости, в нижней ее части и жестко соединенную со стенками емкости, стенки емкости которого включают, как минимум, три горизонтальных ряда, расположенных под углом друг к другу, каждый из рядов выполнен плоскими трапециевидными гранями, сопряженными между собой боковыми сторонами, а меньшее основание трапециевидной грани одного ряда сопрягается с большим основанием трапециевидной грани нижерасположенного ряда, при этом сопряжение граней выполнено с образованием ребер, количество боковых граней печи равно количеству граней нижнего ряда емкости, а днище выполнено плоским в форме равностороннего многоугольника, стороны которого сопряжены с нижними основаниями трапециевидных граней нижнего ряда (Патент РФ №RU 185338, МПК A61H 33/00; E04H 4/00, опубликован 30.11.2018).
Технический результат заявляемого технического решения проявляется в повышении технологичности.
Данный технический результат достигается благодаря упрощению процесса производства, эксплуатации и обслуживания устройства, повышению его ремонтопригодности. В частности, благодаря возможности быстрого и интуитивного для пользователей монтажа/демонтажа в месте проведения гигиенических процедур; возможности замены одного из элементов, будь то печь или емкость, в случае выхода данного элемента из строя.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что устройство для принятия горячих ванн включает металлическую емкость для жидкости, выполненную расширяющейся кверху, содержащую стенки и днище, и печь с металлическим корпусом, расположенную под днищем емкости, при этом к нижней части емкости присоединена труба, сообщающаяся с полостью внутри металлической емкости, а с внешней стороны нижней части металлической емкости присутствует выступ, выполненный с возможностью соединения с верхней частью металлического корпуса печи, при этом, металлический корпус печи разъемно соединен своей верхней частью с выступом и дополнительно закреплен с ним посредством крепежных элементов, а в металлическом корпусе печи выполнен вырез для трубы.
В целях понимания заявляемого технического решения под сопряжением граней следует понимать неразрывное соединение граней между собой с образованием ребра в месте их стыка, выполненное любым методом, в частности, сваркой или путем сгиба из единой детали.
Устройство для принятия горячих ванн включает металлическую емкость для жидкости. Емкость, изготовленная из заявленного материала, при достаточной жесткости, обладает небольшим весом, что обеспечивает удобство изготовления, транспортировки и непосредственного использования устройства. Металл также обеспечивает повышение ремонтопригодности конструкции, поскольку позволяет устранять дефекты, которые могут возникать в процессе эксплуатации (например, щели), при помощи сварки. Помимо этого, деформированные металлические листы в большинстве случаев могут быть выпрямлены без существенного ухудшения эксплуатационных качеств устройства и не требуют замены. Таким образом, использование металла в конструкции устройства для принятия горячих ванн повышает его технологичность.
Металл также обладает оптимальными теплофизическими свойствами для использования в конструкции печей и других нагревателей, поскольку обладает высокой теплопроводностью и способствует быстрому и равномерному нагреву емкости устройства для принятия горячих ванн. Другие материалы, недостаточно прочные или недостаточно упругие, но при этом обладающие схожими с металлами теплофизическими показателями, не позволяют устройству реализовывать свое целевое назначение, поскольку их применение приводит к ускоренному износу конструкции, уменьшению безопасности его эксплуатации и срока службы.
Выполнение емкости из металла, обладающего высокими показателями механических свойств, такими как прочность, твердость, обеспечивают надежность изделия.
Печь с металлическим корпусом, установленная под днищем емкости, обеспечивает повышение технологичности устройства для принятия горячих ванн за счет удобства его эксплуатации. Печь позволяет осуществить нагрев воды в емкости максимально быстро, при этом процесс нагрева не требует постоянного контроля и задействования людей, не участвующих в принятии водных процедур, в отличие от, например, поддержания горения открытого костра, не зависит от погодных условий. Кроме того, благодаря наличию печи в нижней части емкости достигается простота установки устройства для принятия горячих ванн в опорную конструкцию, например, в подставку или треногу, поскольку, в этом случае емкость не нужно центрировать относительно опоры, ее удобно придерживать в процессе монтажа и крепления к опоре. Выполнение печи из металла обеспечивает ремонтопригодность устройства для принятия горячих ванн, так как позволяет устранять любые дефекты посредством замены поврежденных частей и крепления новых посредством сварки или крепежных элементов, а также характеризует устройство небольшим весом, что упрощает сборку транспортировку устройства для принятия горячих ванн.
Для обеспечения оптимального конвективного теплообмена целесообразно размещать источник тепла (печь) снизу, чтобы нагревающиеся нижние слои жидкости могли подниматься вверх, смешиваясь с верхними слоями и передавая им теплоту, обеспечивая равномерный прогрев воды в емкости. Конвективные потоки жидкости помогают осуществлять быстрый и равномерный нагрев воды в емкости для купания с целью создания комфортной термальной среды. Возможность быстрого равномерного нагрева делает использование устройства более удобным, поскольку уменьшаются затраты времени на доведение устройства до рабочего состояния.
С внешней стороны нижней части металлической емкости присутствует выступ, выполненный с возможностью соединения с верхней частью металлического корпуса печи. Данный выступ обеспечивает возможность удобного, жесткого и надежного объединения емкости устройства для принятия горячих ванн с печью. Подобное крепление является технологичным, поскольку выполнение выступа в нижней части емкости во время производства устройства не требует высокой квалификации персонала и сложных сборочных и формовочных операций. Помимо этого, соединение верхней части корпуса печи и емкости посредством выступа является простым и интуитивным во время эксплуатации устройства и также не требует сложных сборочных операций. Данное соединение является надежным и обладает большим эксплуатационным ресурсом. Помимо этого, наличие подобного соединения обеспечивает возможность замены одного из элементов (будь то печь, емкость устройства для принятия горячих ванн или иной металлический элемент), в случае выхода данного элемента из строя, что определяет высокую ремонтопригодность заявленного устройства. Наличие выступа позволяет исключить необходимость сварочного соединения при креплении печи с емкостью, поскольку, за счет наличия контактной поверхности на выступе, обеспечивает условия для их крепления посредством любых разъемных крепежных изделий, которые могут быть легко заменены на аналогичные в случае их износа в процессе эксплуатации. Кроме того, отсутствие необходимости сварочного соединения позволяет использовать в качестве материала изготовления емкости и корпуса печи разные металлы, например, нержавеющую сталь AISI 304 и AISI 430 соответственно. Данное решение также определяет высокую ремонтопригодность устройства, поскольку, емкость и печь подвержены разным видам разрушающих воздействий.
Также, благодаря использованию данного соединения, сводится к минимуму вероятность отсоединения печи от емкости и/или опрокидывания емкости; обеспечивается надежный контакт между металлическими емкостью и печью по всей площади соприкосновения, что положительно сказывается на скорости нагрева емкости и воды в ней, а также равномерности нагрева. Увеличение надежности соединения дополнительно увеличивается при использовании крепежных элементов.
В корпусе металлической печи выполнен вырез для трубы, благодаря которому обеспечивается возможность удобного и простого соединения корпуса металлических печи с емкостью, а также улучшение совмещение габаритов соединяемых элементов в виде металлических печи и трубы. Выполнение выреза в корпусе печи, в свою очередь, не требует сложных сборочных операций и привлечения квалифицированного персонала при изготовлении печи, что также повышает технологичность устройства. Такая конструкция позволяет транспортировать и хранить корпуса печи устройства для принятия горячих ванн отдельно от трубы, что характеризует устройство высокой технологичностью, позволяет использовать для этих целей сравнительно небольшое пространство. Вырез в верхней части корпуса печи также обеспечивает удобный доступ к днищу емкости устройства для его чистки и обслуживания, причем, чистка и обслуживания в данном случае не требуют демонтажа емкости.
В частных случаях реализации устройства выступ может быть выполнен в виде пластины, форма которой соответствует форме и размеру поперечного сечения верхней части корпуса печи. Выполнение выступа в виде пластины, форма которой соответствует форме и размеру поперечного сечения верхней части корпуса, обеспечивает возможность использования для соединения емкости с корпусом простых однотипных крепежных элементов, таких как элементы заклепочного или болтового соединения. Простота изготовления выступа в заявленной форме обусловлена, в частности возможностью, по меньшей мере, частичного использования технологической оснастки, используемой при производстве корпуса печи. Кроме того, такая конструкция выступа позволяет закрепить печь по всему периметру ее верхней части. Такое крепление исключит возникновение перекосов и необратимых деформаций в конструкции устройства в процессе его длительной эксплуатации, и позволит заменить вышедшие из строя узлы крепления, что также дополнительно повышает ремонтопригодность устройства.
Выступ может быть выполнен с возможностью расположения и закрепления во внутреннем объеме верхней части корпуса печи. Такое исполнение позволяет соединить корпус печи с емкость максимально просто и быстро, буквально, надев корпус печи на емкость. Это легко организовать в любом производственном помещении, без использования подъемной техники. При этом, за счет того, что выступ, после соединения корпуса печи к емкости, окажется во внутреннем пространстве, крепежные узлы будут менее подвержены влиянию внешней среды, например, попаданию на них осадков, воздействие которых может привести к необратимой деформации узлов, и, как следствие, снижающей ремонтопригодность устройства.
В предпочтительном варианте вырез для трубы выполнен от верхней части корпуса печи, предпочтительно до уровня корпуса печи, соответствующего нижнему уровню трубы. Такое исполнение дополнительно упрощает процесс монтажа корпуса печи и соединение с трубой, так как не требует аккуратной центровки трубы относительно выреза. Такое исполнение позволяет закрепить корпус с емкостью уже после монтажа трубы, что, при определенных условиях может быть более удобным при сборке конструкции устройства. При использовании выреза такой формы труба может быть легко извлечена, заменена на другую. Кроме того, наличие выреза, включающего свободное пространство, обеспечивает возможность простого и удобного доступа к внутреннему пространству корпуса печи и к трубе без демонтажа всей конструкции.
Металлическая емкость может содержать дополнительный металлический лист, закрепленный на металлическом корпусе печи, для перекрытия свободного пространства выреза для трубы. Дополнительный металлический лист выполняет несколько функций. В первую очередь, увеличивает герметичность внутреннего объема печи, ограничивая выход нагретого воздуха из отверстия, что положительно сказывается на эффективности нагрева печи. Также наличие металлического листа способствует более равномерному распределению тепловых потоков, исходящих от печи, благодаря собственной теплопроводности дополнительного листа, находящегося в контакте с нагреваемыми поверхностями. Посредством перекрытия отверстия уменьшается вероятность попадания внутрь корпуса печи мусора и посторонних предметов, извлечение которых характеризовало бы процесс обслуживания устройства повышенной трудоемкостью. Посредством дополнительного металлического листа обеспечивается повышение безопасности эксплуатации устройства, поскольку дополнительный металлический лист служит в качестве ограждения, ограничивающего доступ пользователей к нагретым поверхностям внутри корпуса печи во время ее нагрева, что упрощает эксплуатацию устройства для принятия горячих ванн, в частности, из-за отсутствия необходимости соблюдения дополнительных мер безопасности.
Частный случай реализации устройства подразумевает выполнение стенок металлической емкости как минимум тремя горизонтальными рядами, расположенных под углом друг к другу. Выполнение емкости устройства для принятия горячих ванн в данном виде, повышает технологичность производства, поскольку не требует применения трудоемких и энергозатратных технологий обработки металла, таких как вальцевание: выполнение граненого чана предпочтительно осуществляется свариванием отдельно взятых однотипных элементов или гибкой листов металла. Использование металлических листов также увеличивает ремонтопригодность заявленного устройства, поскольку в случае образования щелей в процессе эксплуатации они могут быть заварены при помощи сварки. В случае деформации металлических листов и образования вмятин, металлические листы в большинстве случаев могут быть выпрямлены без ухудшения эксплуатационных качеств устройства и необходимости замены его компонентов.
Выполнение стенок и днища в таком виде позволяет создать устройство для принятия горячих ванн замкнутым по форме, схожей с полусферой, обеспечивающей устойчивость емкости относительно оси симметрии и равномерно воспринимающей нагрузки, что повышает надежность устройства, а также дополнительно обеспечивает комфортное и удобное размещение людей во внутреннем объеме во время проведения лечебных и гигиенических процедур, поскольку граненая форма емкости, содержащей три горизонтальных ряда, соответствует анатомическому положению людей в сидячем положении, что также обеспечивает упрощение эксплуатации устройства для принятия горячих ванн.
Как установлено опытным путем, жесткость устройства дополнительно повышается за счет большего количества образуемых горизонтальных ребер жесткости, возникающих в месте сопряжения плоских трапециевидных граней, меньшее основание которых сопрягается с большим основанием трапециевидной грани нижерасположенного ряда. Взаимное сопряжение трапециевидных граней боковыми сторонами формирует дополнительные вертикальные ребра жесткости.
Сопряжение граней может быть выполнено с образованием ребер, поскольку ребра жесткости, образованные в местах сопряжения плоских трапециевидных граней, расположенных под углом друг к другу, существенно увеличивают жесткость конструкции, принимают на себя часть нагрузки, увеличивая устойчивость конструкции к изгибающему моменту, тем самым, предотвращая его деформацию, что обеспечивает высокую надежность устройства для принятия горячих ванн, уменьшая потребность в ремонте. Применение ребер жесткости дополнительно повышает технологичность устройства, поскольку способствует уменьшению затрат материала на производство устройства, а также уменьшает его вес, поскольку обеспечивает необходимую для долгосрочной эксплуатации прочность при меньшей толщине стенок. Благодаря этому также достигается удобство транспортировки и непосредственного использования устройства.
Упругие и пластичные деформации, в частности, могут возникать при свободном перемещении текучей среды внутри полости, размещении в ней людей (в том числе несимметричном и неравномерном), использовании стенок емкости в качестве точки опоры во время погружения в емкость и выхода из нее, таким образом, могут вызывать дискомфорт пользователей, поэтому исключение деформаций корпуса путем увеличения его жесткости также делает использование устройства более удобным и комфортным.
Поскольку днище металлической емкости, воспринимающее на себя часть внешней нагрузки, может быть выполнено плоским в форме равностороннего многоугольника, стороны которого сопряжены с нижними основаниями трапециевидных граней нижнего ряда. Плоское днище является простой в производстве деталью конструкции, не требующей сложных монтажных операций при производстве емкости, что повышает технологичность устройства. Выполнение днища плоским также характеризует конструкцию наличием дополнительных горизонтальных ребер жесткости на стыке каждой из сторон днища с нижними ребрами нижнего ряда емкости. Устройство будет более устойчиво относительно его центральной оси симметрии, и его устойчивость не будет уменьшаться с увеличением количества горизонтальных рядов или количества граней в ряду.
Кроме того, плоское днище является наиболее предпочтительным для удобного использования устройства для принятия горячих ванн, так как способствует естественному положению ног человека. Помимо этого, после принятия ванны, такое днище легко очищается для подготовки к последующему использованию устройства.
На фиг. 1 представлен общий вид устройства для принятия горячих ванн, совмещенного с печью.
На фиг. 2 представлен общий вид устройства для принятия горячих ванн, печь и труба не показаны.
Цифрами на фигурах отмечены следующие элементы:
емкость (1) металлическая;
стенки (2);
печь (3);
выступ (4);
вырез (5);
труба (6);
лист (7) металлический дополнительный;
грани (8) трапециевидные;
ребра (9).
Устройство для принятия горячих ванн содержит емкость (1) металлическую для жидкости, которая выполнена в виде чаши, расширяющейся кверху. Емкость (1) содержит стенки (2) и днище (не показано). Печь (3) с металлическим корпусом установлена под днищем емкости (1) и соединена с ней разъемным соединением. Разъемное соединение емкости (1) и печи (3) выполнено посредством выступа (4), расположенного в нижней части емкости (1), который выполнен с возможностью соединения с верхней частью корпуса печи (3). Корпус печи (3) соединен с выступом (4) верхней частью посредством крепежных элементов. В корпусе печи (4) выполнен вырез (5) для размещения трубы (6). Вырез (5) для трубы (6), предпочтительно, выполнен от верхней части корпуса печи (4). Предпочтительно, вырез (5) выполнен в виде U-образного паза, нижняя дуговая выемка которого предназначена для размещения трубы (6).
В частных случаях реализации вырез (5) может быть выполнен с возможностью перекрытия его свободного пространства посредством листа (7) металлического дополнительного, разъемно закрепленного на корпусе печи (3). Выступ (4) в предпочтительном варианте реализации устройства выполнен в виде пластины, форма которой соответствует форме и размеру поперечного сечения верхней части корпуса печи (3) и расположен во внутреннем объеме верхней части корпуса печи (3).
Стенки (2) могут включать три горизонтальных ряда, расположенных под углом друг к другу, каждый из которых выполнен с плоскими трапециевидными гранями (8), сопряженными между собой боковыми сторонами. Грани (8) могут быть сформированы, например, путем сварки плоских металлических пластин соответствующей формы или гибки листов металла для придания им трапециевидной формы. Меньшее основание трапециевидной грани (8) одного ряда сопрягается с большим основанием трапециевидной грани (8) нижерасположенного ряда. Сопряжение граней в данном варианте реализации выполнено с образованием ребер (9), а днище выполнено плоским в форме равностороннего многоугольника, причем стороны многоугольника сопряжены с нижними основаниями трапециевидных граней (8) нижнего ряда.
В любом из вариантов реализации все описанные выше элементы конструкции предварительно объединены сборочными операциями на предприятии-изготовителе в готовое изделие.
Один из предпочтительных вариантов использования устройства для принятия горячих ванн продемонстрирован далее на примере:
Устройство для принятия горячих ванн в предварительно разобранном виде доставляется в место проведения водных процедур. Печь (4) с металлическим корпусом устанавливается на поверхность, достаточную для его горизонтального размещения. Металлическая емкость (1) устройства для принятия горячих ванн совмещается с верхней частью корпуса печи (3) посредством введения выступов (4) во внутренний объем корпуса печи (3) таким образом, чтобы труба (6) емкости (1) совместилась с вырезом (5) и вошла в него. Корпус печи (3) дополнительно фиксируется посредством крепежных элементов. Пространство, образовавшееся в вырезе (5) после вмещения в него трубы, перекрывается посредством листа (7) металлического дополнительного, который соединяется с корпусом печи (3). Емкость заполняется водой (например, при помощи подведенного шланга), температура воды быстро доводится до предпочитаемой при помощи печи (1). Пользователь погружается в воду, поднявшись в емкость (1), например, по приставной лестнице с перилами, и размещается внутри. Жесткость и устойчивость конструкции позволяет людям удобно и комфортно размещаться внутри емкости. После окончания гигиенических процедур вода из емкости (1) сливается любым доступным способом, например, через сливное отверстие в емкости (1) и выводится посредством трубопровода наружу. Осадок, в случае образования на днище емкости (1), удаляется в процессе чистки. Далее устройство для принятия горячих ванн может быть разобрано на составляющие: после удаления листа (7) металлического дополнительного, закрывающего вырез (5) и демонтажа крепежных элементов, емкость (1) может быть легко демонтирована с печи (3). В разобранном виде устройство может транспортироваться до места хранения с последующей сборкой согласно описанному выше сценарию.
Устройство для принятия горячих ванн выдерживает множественные циклы использования благодаря повышению надежности конструкции, не требует сложного технического обслуживания и ремонта, легко транспортируется, быстро доводится до рабочего состояния и обеспечивает комфорт пребывания в нем пользователей.
Заявленное устройство для принятия горячих ванн обладает широким спектром функциональных возможностей. Устройство для принятия горячих ванн используется в качестве переносной купели как для принятия водных, релаксационных и гигиенических, так и оздоровительных процедур под открытым небом в санаториях, на дачах и других местах отдыха.
Представленные фигуры, описание конструкции и использования устройства не исчерпывают возможные варианты исполнения и не ограничивают каким-либо образом объем заявляемого технического решения. Возможны иные варианты исполнения и использования в объеме заявляемой формулы.