КОРПУС РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ И ДУШЕВОЙ РАЗБРЫЗГИВАТЕЛЬ
BODY OF FLUID DISTRIBUTOR AND SHOWER SPRAYER

Область техники
Изобретение относится к корпусу распределителя текучей среды и к душевому разбрызгивателю, выполненному с возможностью установки внутрь него корпуса распределителя текучей среды и содержащему входную область с впуском разбрызгивателя, выпуск разбрызгивателя и водопроводящий канал от впуска к выпуску разбрызгивателя.
Уровень техники
Из уровня техники, например, известно, что вода, протекающая через водопроводящее санитарное оборудование, в частности, душевые лейки и расположенную перед ними водоразборную арматуру, а также смесители для ванны и раковины, может вызывать заметные шумы. Особенно сильным и, возможно, беспокоящим шум движения воды может быть, в частности, в тех областях, в которых протекающая вода относительно сильно отклоняется, например, от осевого направления основного потока в перпендикулярном ему поперечном направлении основного потока внутри душевой головки или иного подобного устройства или вследствие, соответственно, значительной кривизны водопроводящего канала.
В уровне техники на выходе санитарной выпускной арматуры устанавливают регулятор расхода или струи, обычно содержащий одну или несколько перфорированных пластин, решеток или сеток из недеформируемого металла или пластмассы, см., например, полезную модель DE 9314990 U1. В подобном регуляторе струи, раскрытом в опубликованной патентной заявке DE 10246334 А1, предусмотрена дополнительная выпускная часть корпуса из эластомера, облегчающая удаление приставших известковых отложений. В другом подобном регуляторе струи, раскрытом в полезной модели DE 202011105376 U1, внутри корпуса на недеформируемом несущем элементе удерживается пластинчатая функциональная часть из эластичного материала со сквозными отверстиями, форма которых может меняться в зависимости от давления воды; это позволяет выставить расход воды на задаваемую максимальную величину. Такие регуляторы струи не предназначены и не подходят для уменьшения шума потока в водоразборной арматуре.
Раскрытие сущности изобретения
Задачей изобретения является разработка корпуса распределителя текучей среды, подходящего для уменьшения таких шумов потока, а также оборудованного им душевого разбрызгивателя.
Эта задача решена корпусом распределителя текучей среды с признаками, раскрытыми в пункте 1 формулы изобретения, и душевым разбрызгивателем с признаками, раскрытыми в пункте 8 формулы.
Согласно изобретению, корпус распределителя текучей среды имеет цилиндрические стенки, образующие впуск для текучей среды на осевой стороне входа, и расположенную ниже по потоку от впуска для текучей среды распределительную конструкцию, предназначенную для распределения потока текучей среды, поступающей через впуск для текучей среды. Распределительная конструкция образована, по меньшей мере, одной перфорированной распределительной пластиной, удерживаемой на стенках, выполненной из эластомера и содержащей множество сквозных отверстий, сужающихся на конус в направлении потока. Обнаружилось, что распределительная пластина в таком исполнении обладает очень хорошими шумопонижающими свойствами. Сквозные отверстия, предпочтительно, представляют собой простую перфорацию распределительной пластины, то есть они, предпочтительно, находятся в теле пластины, не выступая за ее пределы. Использование такого корпуса распределителя текучей среды позволяет противодействовать развитию гидродинамических шумов в месте установки корпуса распределителя текучей среды. Таким образом, можно избежать нежелательного высокого уровня гидродинамического шума, в том числе при относительно высоком давлении текучей среды. Сужение сквозных отверстий на конус может давать еще и преимущества в изготовлении, например, оно позволяет изготовить распределительную конструкцию или корпус распределителя текучей среды в целом с относительно небольшими затратами в виде детали, отлитой из пластмассы под давлением. Корпус распределителя текучей среды подходит, например, для использования в качестве санитарного корпуса распределителя текучей среды на входе санитарной водоразборной арматуры, в частности, в области относительно сильного или резкого изменения направления проходящего там водопроводящего канала или потока воды.
В следующем варианте осуществления изобретения корпус распределителя текучей среды выполнен в виде цельного компонента, что дает, в том числе, технологические преимущества. Распределительная конструкция в этом случае составляет единое целое с цилиндрическими стенками и, следовательно, не требует изготовления в виде отдельного компонента и крепления к цилиндрическим стенкам.
В следующем варианте осуществления изобретения стенки состоят из эластомера. Стенка, выполненная из эластомера, при необходимости может быть использована в качестве уплотнения, то есть корпус распределителя текучей среды в данном случае может одновременно работать уплотнительным и шумоподавляющим элементом. Предпочтительно, корпус распределителя текучей среды в целом может быть выполнен из эластомера как единая деталь.
В следующем варианте осуществления изобретения, по меньшей мере, некоторые сквозные отверстия имеют продольные оси, отклоняющиеся от направления потока. Такая конструкция способствует отклонению потока от направления с основным осевым компонентом в направлении, перпендикулярном (поперечном) основному осевому компоненту, то есть отклонению потока, основной компонент которого параллелен осевому направлению корпуса распределителя текучей среды, в поток, основной компонент которого перпендикулярен этому осевому направлению.
В следующем варианте осуществления изобретения центр распределительной пластины выгнут наружу в направлении потока. Это также способствует, при необходимости, отклонению потока от преимущественно осевого направления в преимущественно поперечном направлении. Кроме того, это может дать функциональные и технологические преимущества.
В следующем варианте осуществления изобретения сквозные отверстия распределены по нескольким радиусам распределительной пластины. Такое расположение сквозных отверстий также может выгодно повлиять на шумоподавляющие свойства корпуса распределителя текучей среды и дать технологические преимущества.
В следующем варианте осуществления изобретения, по меньшей мере, часть сквозных отверстий имеет трапециевидное сечение, причем соответствующие сквозные отверстия отделены друг от друга перегородками, причем перегородки имеют сечение, расширяющееся в направлении потока в форме треугольника. Такое исполнение распределительной конструкции способствует снижению шума в корпусе распределителя и дает технологические преимущества. Например, распределительную пластину или корпус распределителя текучей среды в целом можно изготовить с относительно низкими затратами из эластомера или другого полимерного материала методом литья под давлением. Возможны и другие сечения сквозных отверстий, подходящие для реализации требуемой функции снижения шума, например, круглые, овальные или шестиугольные / шестигранные в форме сот, причем перегородки также могут иметь сечение, расширяющееся в направлении потока в форме треугольника, или сечение иной формы. В частности, в варианте осуществления с регулярной схемой расположения таких сквозных отверстий шестиугольного сечения обнаружилось, что соответствующий корпус распределителя текучей среды обеспечивает особенно хорошее снижение гидродинамических шумов.
В следующем варианте осуществления изобретения минимальное выходное сечение сквозных отверстий меньше толщины распределительной пластины и, следовательно, меньше длины канала сквозных отверстий, соответствующей этой толщине. Обнаружилось, что такое исполнение может в значительной степени способствовать требуемым шумоподавляющим свойствам распределительной конструкции и, тем самым, корпуса распределителя в целом.
В душевом разбрызгивателе, описываемом изобретением, корпус распределителя текучей среды согласно изобретению установлен в водопроводящем канале между впуском и выпуском разбрызгивателя. Это позволяет снизить уровень шума душевого разбрызгивателя, кроме того, корпус распределителя текучей среды при необходимости может также выполнять функцию уплотнения в душевом разбрызгивателе.
В следующем варианте осуществления изобретения корпус распределителя текучей среды установлен в соединительном элементе разбрызгивателя с примыканием к основному корпусу разбрызгивателя или в основном корпусе разбрызгивателя с примыканием к соединительному элементу разбрызгивателя или между соединительным элементом и основным корпусом разбрызгивателя, причем соединительный элемент разбрызгивателя содержит впускную область, и за ним в направлении потока следует соединенный с ним основной корпус разбрызгивателя, содержащий выходную область с выпуском разбрызгивателя, через который выводят соответствующую струю разбрызгивателя. Например, основной корпус разбрызгивателя может представлять собой корпус головки плоского верхнего душа, присоединенный к соединительному элементу разбрызгивателя, имеющему, например, форму патрубка, с возможностью поворота посредством, например, шарового шарнира. В этом случае корпус распределителя текучей среды может поддерживать желаемое отклонение воды, поступающей в осевом направлении, в поперечном направлении, перпендикулярном этой оси, и одновременно противодействовать гидродинамическим шумам, возникающим при таком отклонении. При необходимости корпус распределителя текучей среды может одновременно служить уплотнительным элементом между основным корпусом и соединительным элементом разбрызгивателя.
В следующем варианте осуществления изобретения выше корпуса распределителя по течению расположен дроссельный регулятор потока. Он позволяет дополнительно снижать уровень шума и/или расход. Предпочтительно, под ним может пониматься дроссельный ограничитель потока, раскрытый в немецкой патентной заявке 102016218917.4 заявителя, содержание которой включено в настоящую заявку во всей своей полноте посредством отсылки.
Краткое описание чертежей
Предпочтительные варианты осуществления изобретения представлены на фигурах и детально описаны ниже. На фигурах изображено:
Фигура 1: продольный разрез фрагмента душевого разбрызгивателя.
Фигура 2: вид в аксонометрии корпуса распределителя текучей среды с выгнутой вперед распределительной пластиной со сквозными отверстиями трапециевидного сечения, установленного в душевой разбрызгиватель согласно фигуре 1.
Фигура 3: вид сверху на корпус распределителя текучей среды согласно фигуре 2.
Фигура 4: продольный разрез вдоль линии IV-IV на фигуре 3.
Фигура 5: вариант осуществления корпуса распределителя текучей среды со сквозными отверстиями круглого сечения, вид, подобный фигуре 2.
Фигура 6: вид сверху на корпус распределителя текучей среды согласно фигуре 5.
Фигура 7: продольный разрез вдоль линии VII-VII на фигуре 6.
Фигура 8: вариант осуществления корпуса распределителя текучей среды с плоской распределительной пластиной, вид, подобный фигуре 6.
Фигура 9: продольный разрез вдоль линии IX-IX на фигуре 8.
Осуществление изобретения
Душевой разбрызгиватель, изображенный на фигуре 1, содержит входную область 1 с впуском 2 разбрызгивателя и выходную область 3 с выпуском 4 разбрызгивателя. Водопроводящий канал 5 ведет от впуска 2 к выпуску 4. Изображенный для примера душевой разбрызгиватель может использоваться, например, в качестве плоского верхнего душа душевой системы.
В изображенном варианте осуществления входная область 1 разбрызгивателя образована соединительным элементом 6 разбрызгивателя, к которому подсоединен основной корпус 7 разбрызгивателя, содержащий выходную область 3. В представленном варианте соединение реализовано посредством шарового шарнира 8, удерживающего основной корпус 7 разбрызгивателя со всех сторон с возможностью поворота на соединительном элементе 6 разбрызгивателя, который в данном случае выполнен в виде патрубка и, в свою очередь, может быть соединен посредством соединительной резьбы 6а с обычной водопроводной трубой, не показанной на фигуре. Выходная область 3 разбрызгивателя может быть образована, например, обычным цельным или, как показано на фигуре, составным разбрызгивающим диском 9 с множеством выпускных отверстий 10 для струй, формирующих соответствующую распыленную струю на выпуске 4 разбрызгивателя.
Корпус 12 распределителя текучей среды расположен в водопроводящем канале 5 и, в частности, в показанном примере, в области соединения соединительного элемента 6 разбрызгивателя и основного корпуса 7 разбрызгивателя, в зависимости от варианта осуществления в основном корпусе 7 с примыканием к соединительному элементу 6 разбрызгивателя или в соединительном элементе 6 с примыканием к основному корпусу 7 разбрызгивателя, или между ними. Кроме того, выше по течению от корпуса 12 распределителя текучей среды, как показано на фигуре, может быть установлен дроссельный регулятор 11 потока. В представленном варианте осуществления дроссельный регулятор 11 потока расположен выше по течению от корпуса 12 распределителя текучей среды и с примыканием к нему в соединительном элементе 6 разбрызгивателя. Дополнительный дроссельный регулятор 11 может, в частности, представлять собой регулятор, раскрытый и подробно описанный в вышеупомянутой патентной заявке DE 102016218917.4 заявителя, к которой здесь делается отсылка.
На фигурах 2-4 корпус 12 распределителя текучей среды изображен в деталях и в предпочтительном варианте осуществления, используемом в разбрызгивателе согласно фигуре 1. В общем случае корпус 12 распределителя текучей среды содержит цилиндрические стенки 14, образующие впуск 13 для текучей среды на осевой входной стороне 14а, и распределительную конструкцию 15, расположенную ниже по течению от впуска 13 для текучей среды и предназначенную для распределения и направления текучей среды, поступающей через впуск 13 для текучей среды. Распределительная конструкция 15 образована, по меньшей мере, одной перфорированной распределительной пластиной 16, удерживающейся на стенках 14, с множеством сквозных отверстий 17, сужающихся на конус в направлении потока.
В представленном примере корпус 12 распределителя текучей среды выполнен в виде цельного компонента, предпочтительно, из эластомера. Этот компонент может быть изготовлен, например, из пластмассы методом литья под давлением, или другим традиционным способом изготовления, включая технологию 3D-печати. В альтернативных вариантах осуществления корпус 12 распределителя текучей среды выполнен составным, например, путем изготовления распределительной пластины 15 как отдельного от стенок 14 компонента и ее крепления к стенкам 14 обычным способом соединения, причем в этом случае распределительная пластина 15 и стенки 14 могут состоять из одного и того же материала, в частности, эластомера, или из различных материалов, например, распределительная пластина 15 или стенка 14 будет изготовлена из эластомера, а другой компонент - из другого материала.
В варианте осуществления, показанном на фигурах 2-4, центр распределительной пластины 15 выгнут наружу в направлении потока. При этом поток проходит от осевой входной стороны 14а к противоположной осевой торцевой части корпуса 12 распределителя текучей среды в своем осевом направлении, определяемом его продольной центральной осью 18. На этой противоположной торцевой поверхности в рассматриваемом варианте находится распределительная пластина 15.
В варианте осуществления согласно фигурам 2-4 сквозные отверстия 17 распределены по нескольким радиусам распределительной пластины 15, за исключением центрального выпускного отверстия 17а. В частности, в представленном варианте осуществления сквозные отверстия 17 распределены по трем радиусам вокруг центрального сквозного отверстия 17а.
По меньшей мере, одна часть, предпочтительно, все сквозные отверстия 17 имеют продольные оси 19, отклоняющиеся от направления потока, то есть они ориентированы с наклоном под заданными углами расхождения относительно осевого направления или продольной центральной оси 18 с компонентами, направленными радиально наружу в направлении потока. Это, вместе с сужением сквозных отверстий 17 на конус и выгнутой наружу формой распределительной пластины 16, способствует требуемому распределению потока в корпусе 12 распределителя текучей среды, позволяющему распределять или отклонять текучую среду, поступающую в осевом направлении, при помощи направленных радиально наружу поперечных компонентов потока.
Кроме того, на фигурах 2-4 показано, что в данном варианте осуществления, по меньшей мере, часть, а предпочтительно, все сквозные отверстия 17, за исключением круглого центрального отверстия 17а, имеют трапециевидное сечение. Для этого сквозные отверстия 17 отделены друг от друга перегородками 20, сечение которых расширяется в форме треугольника в направлении потока.
Как показано, в частности, на фигуре 4, рассматриваемая распределительная конструкция 15 выполнена таким образом, чтобы минимальное выходное сечение q сквозных отверстий 17 было меньше толщины D распределительной пластины 16. Это способствует требуемому целевому направлению потока с требуемой функцией распределения текучей среды.
Согласно варианту применения корпуса 12 распределителя текучей среды, показанному на фигуре 1, цилиндрическая стенка 14 может одновременно служить уплотнительным элементом, обеспечивающим необходимую герметизацию водопроводящего канала 5 относительно шарового шарнира 8 или области соединения соединительного элемента 6 и основного корпуса 7 разбрызгивателя. Для этого стенку 14 изготавливают из подходящего уплотнительного материала, например, как было сказано выше, эластомера. Одновременно, распределительная конструкция 15 в этом месте установки корпуса 12 распределителя текучей среды поддерживает требуемое распределение и отклонение текучей среды, поступающей через впуск 2 в осевом или параллельном продольной центральной оси LA разбрызгивателя направлении, по существу, в перпендикулярном этой оси, поперечном и направленном радиально наружу направлении, благодаря чему текучая среда максимально равномерно поступает на все выпускные отверстия 10 разбрызгивателя. При этом функция направления и распределения потока корпуса 12 распределителя текучей среды позволяет избежать прямого осевого столкновения поступающей текучей среды с внутренним направляющим контуром 7а основного корпуса 7 разбрызгивателя, находящимся напротив впуска для текучей среды, и связанного с этим шума. Использование дополнительного дросселя 11 звука позволяет дополнительно снизить уровень шума и улучшить управление потоком.
На фигурах 6-9 изображены два следующих варианта осуществления корпуса 12 распределителя текучей среды, причем для удобства рассмотрения идентичные или функционально равнозначные элементы имеют одинаковые ссылочные обозначения и, тем самым, могут ссылаться на вышеуказанные варианты осуществления согласно фигурам 2-4. Если в дальнейшем не указано иное, признаки и преимущества вышеупомянутых вариантов осуществления, изображенных на фигурах 2-4, в равной степени относятся к вариантам осуществления, изображенным на фигурах 6-9.
В варианте осуществления, представленном на фигурах 5-7, сквозные отверстия 17 имеют круглое, а не трапециевидное сечение. В остальном этот вариант осуществления соответствует варианту, показанному на фигурах 2-4, что позволяет сделать отсылку на раскрытые выше признаки, свойства и преимущества.
Между сквозными отверстиями 17 круглого сечения остаются краевые области или промежуточные участки 21, образующие в данном случае распределительную конструкцию 15 в форме сот, причем краевые области 21, подобно перегородкам 20 в варианте осуществления, показанном на фигурах 2-4, соединены между собой, то есть распределительная конструкция 15 в обоих случаях образует связную конструкцию, в которой сквозные отверстия 17 отделены друг от друга. Подобно перегородкам 20, краевые области 21 имеют сечение, расширяющееся в направлении потока в форме треугольника, что соответствует сужению сквозных отверстий 17 на конус в направлении потока.
Вариант осуществления, показанный на фигурах 8 и 9, отличается от варианта фигур 5-7, по существу, лишь тем, что распределительная пластина 16 в данном случае имеет форму плоской пластины, а продольные оси 19 сквозных отверстий 17 на распределительной пластине 16 параллельны друг другу и продольной центральной оси 18 корпуса 12 распределителя текучей среды. Кроме того, сквозные отверстия 17 в этом случае распределены по четырем радиусам распределительной пластины 16 вокруг центрального сквозного отверстия 17а. В этом варианте все сквозные отверстия 17 также сужаются на конус в направлении потока и, тем самым, могут способствовать распределению потока текучей среды и его дросселированию с соответствующим шумоподавлением, в частности, если, как показано на фигуре, минимальное выходное сечение q сквозных отверстий 17 также будет меньше толщины D распределительной пластины 16, а распределительная конструкция 15 или распределительная пластина 16 будет изготовлена из эластомера.
В других вариантах осуществления изобретения, не показанных на фигурах, распределительная пластина имеет не плоскую или изогнутую наружу, а иную форму, например, изогнутую вовнутрь, и/или сквозные отверстия имеют не трапециевидное или круглое, а иное сечение, например, овальное или многоугольное, например, шестиугольное сечение. В частности, такой альтернативный вариант осуществления изобретения соответствует варианту, изображенному на фигурах 8 и 9, с той разницей, что сквозные отверстия имеют шестиугольное, а не круглое сечение. Этот вариант осуществления может быть очень выгодным с точки зрения технологичности и снижения уровня гидродинамических шумов.
Варианты осуществления, изображенные на фигурах и раскрытые выше, ясно показывают, что изобретение предлагает корпус распределителя текучей среды, отличающейся относительной простотой изготовления и позволяющий обеспечить распределение текучей среды таким образом, чтобы подавить или, по меньшей мере, уменьшить возникающие в иных случаях гидродинамические шумы. В прочих вариантах осуществления изобретения, не показанных на фигурах, корпус распределителя текучей среды согласно изобретению устанавливают в душевые разбрызгиватели, отличающиеся от изображенного на фигуре 1, в частности, в верхние души другой конструкции или ручные / боковые душевые лейки, предпочтительно, в области впуска душевого разбрызгивателя, как было описано выше, или в другой области. В других альтернативных вариантах осуществления изобретения корпус распределителя текучей среды в одном из приведенных вариантов осуществления или другом варианте осуществления, устанавливают в другое санитарное оборудование, отличающееся от душевого разбрызгивателя, например, в смесители или иную водопроводящую арматуру и патрубки ванных и умывальников или душевых систем. Не в последнюю очередь следует упомянуть возможность использования корпуса распределителя текучей среды, описываемого изобретением, в жидкостных системах, не относящихся к санитарно-гигиеническому оборудованию.