Раздаточное устройство для влажной туалетной бумаги, полотенец или протирочного материала

Область техники
Полезная модель относится к области санитарно-гигиенического оборудования, а именно к устройствам для автоматизированной выдачи влажной туалетной бумаги, салфеток, полотенец или протирочного материала. Заявляемая полезная модель может найти применение в санитарно-гигиенической, бытовой, производственной, косметологической, медицинской, ветеринарной и в других областях деятельности, где необходимо обеспечить поддержание чистоты и гигиены.
Уровень техники
Распределители бумажного или нетканого протирочного материала бытового или санитарно-гигиенического назначения, особенно находящиеся в общественных местах, обычно состоят из корпуса, в который вставлен рулон или стопка сухой ленты, отматывающейся через распределительную щель или отверстие. Лента, как правило, содержит поперечные надрезы по направлению ее разматывания, определяющие собой прямоугольные листы, которые могут отделяться по одному. Используется бумага на целлюлозной основе или нетканые материалы, гибкие и мягкие и состоящие из одного или нескольких слоев и обладающие хорошими характеристиками впитываемости. Кроме этого, большим потребительским спросом пользуются влажные салфетки, которые требуют хранения в герметичной упаковке. В состав жидкости, содержащейся во влажных салфетках, входят водные и спиртоводные лосьоны и эмульсии, поверхностно-активные вещества, эмоленты, отдушки, консерванты, биологически активные вещества, растительные масла и другие соединения. Использование влажных салфеток сопутствует многим повседневным действиям, связанным с гигиеной, протиранием и очисткой поверхностей. Они предназначены для удаления загрязнений, жира, масла, а также для интенсивной очистки. Поддержание чистоты и соблюдение гигиены рук, напрямую влияет на комфорт людей и их безопасность. Существенно отметить, что стационарные устройства, которые могли бы хранить и выдавать не сухую, а влажную или смоченную бумагу до сих пор не получили широкого распространения.
Известно некоторое число технических решений и устройств, реализующих принцип дозированной подачи увлажненной или влажной бумаги или протирочного материала небумажной природы. Предложены конструкции ручных диспенсеров сухой бумаги, оснащенных приспособлением для намачивания бумаги, после ее извлечения из диспенсера [5,887,759 - Liquid dispenser for moistening paper articles. 3,865,271 - Dispenser and liquid applicator for toilet paper, paper towels, and the like.]. При ручном управлении пользователю необходимо вытянуть необходимое количество бумаги из диспенсера и увлажнить ее прикосновением к элементу интерфейса диспенсера (обычно нажатием на кнопку). Конструкция с ручным воздействием проста в реализации, но менее удобна в использовании и менее гигиенична, поскольку предполагает большое число контактов устройства с загрязненными руками. Очевидно, что автоматизированные системы позволяют понизить количество прикасаний пользователей к элементам устройства (кнопкам, рычажкам) или совсем исключить прикосновения при использовании бесконтактных датчиков. Известны некоторые решения автоматизированных диспенсеров влажной бумаги [5,265,509 - Automatic tissue supplier for providing moisturized tissue. 3,947,134 - Device for dispensing moistened hot cleansing tissues.]. Для указанных устройств характерны большие габариты, связанные с использованием громоздких резервуаров с жидкостью (водой) и громоздких узлов загрузки стопок сухого обтирочного материала (ткани или бумаги). Другим недостатком является то, что указанные устройства имеют сложную конструкцию, рассчитанную на частую перезарядку одноразового или неодноразового протирочного материала. Исходя из гигиенических соображений, регулярная замена жидкости требует проведения регулярной промывки резервуаров. Указанные устройства не предполагают бесконтактного управления подачей увлажненной бумаги, хотя технически такое управление осуществимо. Распространены также модели устройств для выдачи традиционных японских влажных и подогретых полотенец осибори (например, модели Clean Mate, Sakura, Oshiborius и др.), однако они имеют только настольный вариант конструкции, которая не является универсальной и предполагает использования этих устройств в основном в чистых и невлажных помещениях (рестораны, бары).
Как видно из приведенных примеров, существующие диспенсеры влажного протирочного материала (бумажного, нетканого или тканого) имеют существенные недостатки, которые ограничивают их повсеместное внедрение в бытовые, санитарно-гигиенические, производственные и другие области.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство-прототип, в котором реализовано автоматизированное разматывание рулонного бумажного материала, на который разбрызгивается или распыляется жидкость [US 6,457,434 bl - Wet/dry tissue dispenser. 01.10.2002]. В устройстве реализован механизм, который предусматривает подачу материала в виде дважды сложенной бумаги, в которой один слой сохраняется сухим для обеспечения поддержки второго - влажного бумажного слоя. Благодаря этому авторы решают проблему преждевременного разрушения мокрой бумаги перед ее попаданием к пользователю. Механизм распыления жидкости в указанной разработке включает блок с несколькими контейнерами, нагнетающую систему (насос), транспортирующие жидкость трубки и распыляющие сопла. Нагнетающая система приводится в действие через поступательное движение двух соленоидов. Первый соленоид обеспечивает перемещение центрального толкателя, а второй перемещает обойму с определенным количеством актуаторов. Количество актуаторов соответствуют количеству резервуаров (емкостей) с жидкостью и количеству распыляющих сопел (в заявке-прототипе представлена система с четырьмя резервуарами). Система управления по запросу пользователя активирует один из актуаторов, который, попадая в зону движения первого толкателя, начинает выдавливать жидкость из необходимого резервуара. Таким образом, пользователю предоставлена возможность выбирать тип жидкости, который может быть использован для смачивания бумаги.
Недостатком известного устройства является то, что система подачи жидкости является очень сложной и массивной. Система диспергирования жидкости соединена с резервуарами через протяженные трубки. Также через трубки производится и связь между приводом насоса и распыляющими соплами. Наличие трубок делает конструкцию громоздкой, кроме того, в них остается определенное количество жидкости, поэтому при повторном наполнении емкости, возникнет необходимость прочистки трубопроводов. Кроме того, при длительном простое одного из каналов остается риск застаивания жидкости в длинных трубках и развития микроорганизмов. Последнее обстоятельство может привести к тому, что после пополнения емкостей, первые порции дозируемой жидкости могут ухудшать гигиенические характеристики бумаги. Существенно также, что в этой конструкции не предусмотрена возможность легкой замены жидкостей в резервуарах или самих резервуаров. Сложная конструкция нагнетающей системы приводит к удорожанию устройства. Это накладывает ограничение на возможность массового использования данных устройств. Техническое обслуживание, прочистка внутренних стенок корпуса подобного механизма на практике окажется слишком затратным.
Таким образом, несмотря на перспективность устройства выдачи влажных салфеток санитарно-гигиенического назначения, до сих пор не было предложено эффективных конструкций, позволяющих решить указанную проблему.
Раскрытие полезной модели Задачей заявляемой полезной модели является создание универсального устройства для дозирования влажного бумажного или небумажного материала, выполненного в компактном виде и обеспечивающего простоту обслуживания, очистки и замены жидкости.
Эта задача решается заявляемой полезной моделью - раздаточным устройством для влажной туалетной бумаги, полотенец или протирочного материала, которое содержит легкоизвлекаемый модуль распылительной системы, в который установлены наполненный распыляемой жидкостью флакон с крышкой-диспенсером и механизм распылительной системы, обеспечивающий прерывистое воздействие на толкатель, находящийся в контакте с кнопкой крышки-диспенсера и запускающий распыление капель жидкости на дозируемый материал. Модуль распылительной системы установлен в устройстве на направляющих и снабжен элементами фиксации задвинутого и выдвинутого положения. Механизм подачи материала и механизм распылительной системы содержат электроприводы, которые связаны в единую систему управления и синхронно включаются в ответ на срабатывание датчика обнаружения.
Устройство представлено графическим материалом, где:
на фиг. 1 - устройство в разрезе на виде справа;
на фиг. 2 - устройство на виде спереди;
на фиг. 3 - изометрический вид модуля распылительной системы со стороны флакона;
на фиг. 4 - изометрический вид модуля распылительной системы со стороны задней стенки;
на фиг. 5 - устройство с открытой крышкой и выдвинутым распылительным модулем в разрезе на виде справа;
на фиг. 6 - устройство с открытой крышкой и выдвинутым распылительным модулем на виде спереди;
на фиг. 7 - схематичный вид влажной салфетки с указанием зоны, на которую распрыскивается жидкость;
на фиг. 8 - схематичный вид влажной салфетки с указанием зоны, на которую распрыскивается жидкость;
на фиг. 9 - схематичный вид влажной салфетки с указанием зоны, на которую распрыскивается жидкость;
на фиг. 10 - разрез вида справа варианта устройства с подвижной платформой и установленными двумя флаконами;
на фиг. 11 - вид спереди устройства с подвижной платформой в режиме работы первого флакона;
на фиг. 12 - вид спереди устройства с подвижной платформой; после переключения в режим использования второго флакона;
на фиг. 13 - изометрический вид модуля с поступательно движущейся платформой и двумя флаконами;
на фиг. 14 - изометрический вид модуля с вращающейся платформой и четырьмя флаконами.
Устройство схематично изображено на фиг. 1-2. Устройство содержит корпус 1, крышку 2, рулон сухого материала 3, ролики механизма подачи материала 4, систему направляющих и опорных валиков и планок 5, модуль распылительной системы 6, механизм привода распылительной системы 7, флакон с жидкостью 8, крышку-распылитель 9, бесконтактный датчик 10, фиксаторы 11, толкатель 12, ручку 16.
Устройство по фиг. 1 крепится на стену задней стороной корпуса 1. Передняя часть устройства содержит крышку 2, открытие которой обеспечивает доступ к расположенным внутри механизмам для их обслуживания. Конструктивно, крышка 2 может быть выполнена в виде откидной крышки на шарнирах (по фиг. 1), выдвижной крышки на направляющих или съемной конструкции. Кроме того, крышка может открываться как вручную, так и автоматически, при условии, что в конструкцию включен привод открывания крышки. На передней части устройства расположен бесконтактный датчик 10, пульт управления устройством и щель, через которую выпускается увлажненный материал. Внутри корпуса установлены сменный рулон сухого материала 2, привод подачи материала 4, система тянущих роликов и направляющих 5 для продвижения материала, модуль распылительной системы 6. Внутри корпуса также размещены все необходимые для автоматизированной работы устройства элементы - преобразователи или автономные источники электроэнергии, контроллер и система управления, механизм отрезания материала и др.
Модуль распылительной системы показан на фиг. 3-4 и решает задачу увлажнения дозируемого материала и выполнен в виде компактного блока, в который устанавливается флакон 8 с крышкой-распылителем 9. Модуль распылительной системы 6 (фиг. 3) включает основание и заднюю стенку. Флакон 8, наполненный распыляемой жидкостью, устанавливается на основании в выделенное место, обеспечивающее устойчивое вертикальное положение флакона. На задней стенке над флаконом зафиксирован механизм распылительной системы 7, работа которого синхронизирована с работой механизма подачи материала 4 (Фиг. 1). Механизм распылительной системы 7, представляет собой исполнительный механизм с толкателем 12, находящемся в контакте с кнопкой крышки-распылителя 9. Исполнительный механизм может иметь разное конструктивное оформление. Возможно использование исполнительного механизма в виде соленоида, поступательное движение которого реализует нажатие на кнопку крышки-распылителя 9. Возможно также использование системы кулачков, обеспечивающих нажатие на поршень крышки-распылителя 9 от вращающегося вала электропривода. Реализация механизма распылительной системы 7 не исчерпывается приведенными примерами. Воздействие толкателя 12 на кнопку крышки-распылителя 9 осуществляется через программируемую систему управления устройством (контроллер).
С обратной стороны задней стенки модуля находятся направляющие 17 (фиг. 4), по которым модуль устанавливается в ответные направляющие 13, размещенные в корпусе устройства (фиг. 5-6). Перемещая данный компактный блок (модуль) по направляющим, его можно легко извлечь из внутреннего пространства устройства для того, чтобы осуществить замену опустевшего флакона на новый, наполненный. Такое решение обеспечивает легкое изъятие модуля из корпуса устройства не только для замены флакона, но и для гигиенической обработки внутренней поверхности корпуса устройства. На фиг. 5 и 6 показано устройство с открытой крышкой 2 и выдвинутым модулем 6 из нижней части устройства. Возможно альтернативное исполнение с выдвижением модуля из боковой стенки устройства (вправо или влево). В последнем случае, направляющие элементы 13 и 17 выполняются в горизонтальном исполнении, что позволит обеспечить работу устройства с установкой на горизонтальную поверхность. Извлечение компактного модуля легко осуществимо без специального инструмента и обеспечивается путем освобождения фиксирующих элементов 11 и ручного воздействия на ручку 16 в нижней части корпуса (фиг. 5 и 6). Модуль 6 выдвигается на направляющих, которые имеют ограничители и устроены таким образом, чтобы модуль выдвигался на определенное расстояние от внутреннего пространства устройства и мог быть зафиксирован в выдвинутом положении. Выдвижение модуля 6 может быть конструктивно реализовано не только в ручном режиме, но и с использованием специального привода.
Флакон с распыляемой жидкостью представляют собой насосный контейнер-распылитель и состоит из пластмассового флакона 8 и крышки-распылителя 9 неаэрозольного типа. Такие флаконы недороги и производятся повсеместно для применения в косметике и бытовой химии. Объем флакона зависит от габаритов устройства. Рациональный выбор объема находится в диапазоне 0.25-1.00 л. Меньший, чем 0,25 л объем потребует слишком частой смены флакона, тогда как больший, чем 1.00 л - сделает модуль слишком тяжелым и габаритным. Флакон в сечении может быть цилиндрическим, прямоугольным или овальным - выбор оптимальной формы определяется конструкцией модуля, в которую флакон устанавливается. При нажатии на кнопку крышки-диспенсера 9 жидкость выпускается в виде небольших капель. Поток капель направлен на поверхность бумаги (см. фиг. 1). Однократное воздействие толкателя 12 на кнопку крышки-распылителя 9 выдает определенную порцию жидкости. Перемещение бумаги может быть непрерывным или прерывистым, а скорость ее движения запрограммирована в системе управления устройством. Число надавливаний и параметры перемещения материала должны быть определены при настройке устройства в зависимости от впитывающей способности материала, от требуемого уровня смачивания материала и от требуемого уровня ее механической целостности. Механическая целостность влажной бумаги зависит с одной стороны от типа используемой бумаги, ее характеристик во влажном состоянии, а с другой - от того, что зона смачивания находится в центральной части, тем самым, области бумаги, остающиеся сухими, выполняют поддерживающую функцию, не позволяя бумаге преждевременно разрываться. На фиг. 7, 8, 9 показаны некоторые возможные конфигурации зоны нанесения жидкости на отрезок бумаги. Размеры области смачивания, которую оставляет поток капель на бумаге и степень увлажнения бумаги, зависит от характеристик крышки-диспенсера 9, расстояния от распылителя до бумаги и количества однократных нажатий на кнопку. В качестве жидкости может быть использована не только чистая вода, но и любые водные и неводные составы, применение которых допустимо техническими требованиями в данной сфере применения.
Модуль распылительной системы может быть исполнен в виде, который предполагает возможность установки двух и более флаконов. Такая конструкция позволяет обеспечить дополнительный запас жидкости или возможность использовать жидкости разных составов. На фиг. 10-12 показано устройство, содержащее модуль распылительной системы 6, на котором установлена подвижная платформа 14, включающая обойму с двумя флаконами 8. Платформа 14 снабжена собственным электроприводом, работа которого синхронизирована с работой механизмов подачи бумаги и распылительной системы. Перемещение платформы 14 задается таким образом, что необходимый флакон подводится к зоне действия толкателя 12 механизма распылительной системы 7. Модуль распылительной системы (фиг. 13) обеспечивает возвратно-поступательное перемещение платформы 14 в плоскости, параллельной плоскости расправленного материала. Автоматическая смена флакона может быть осуществлена в компоновочном решении, в котором модуль 6 включает вращающуюся платформу (фиг. 14). В данном исполнении, модуль 6 обеспечивает вращательное движение круглой платформы 14 вокруг ее оси, обеспечивая позиционирование заданного флакона в зоне действия толкателя 12 распылительной системы 7. Работа модулей, представленных на фиг. 13 и 14, не отличается от работы с модуля без платформы на фиг. 3. Извлечение модулей по фиг. 13 и 14, осуществляется также по направляющим и с открытием фиксаторов 11 и использованием ручки 16.
В вариантах на фиг. 13 и 14, количество флаконов и тип перемещения платформы 14 ограничено допустимыми габаритами устройства для дозированной выдачи влажного материала. Наличие нескольких флаконов на подвижной платформе позволяет обеспечить использование различных жидкостей для их нанесения на материал в соответствие с запросом пользователя или обеспечивает запас по флаконам с распыляемой жидкостью для сокращения частоты их замены в устройстве.
Устройство содержит механизм подачи материала, содержащий рулон 3, электропривод подачи материала, систему поддерживающих роликов 4 и направляющих планок 5. Материал протягивается таким образом, чтобы один из ее участков в расправленном виде проходил перед зоной разбрызгивания модуля распылительного устройства 6. Материал смачивается в ее центральной части и пропускается через щель к пользователю. Способ отделения влажного материала может быть реализован в механическом или автоматическом варианте. При механическом отделении пользователь тянущим движением отрывает определенное количество влажной бумаги, при контакте с заостренной и зазубренной кромкой корпуса внешней крышки устройства. Материал может отделяться также и автоматически путем использования известных способов механического отрезания отмотанного участка бумаги. Конструктивные особенности механизма подачи материала, механизма протягивания материала или механизма ее отрезания могут различаться, однако это не влияет на эффективность работы заявляемого устройства в связи с использованием модульной конструкции механизма разбрызгивания.
Совокупность существенных признаков заявляемого устройства обеспечивает получение технического результата - возможность устройства выпускать влажный протирочный материал, при обеспечении простоты замены емкости с жидкостью и чистки внутреннего пространства корпуса устройства, причем с таким уровнем качества, который позволяет реализовать применение устройства с несколькими емкостями, которые могут выпускать разную жидкость по запросу пользователя.
Заявляемое устройство отличается от известного устройства-прототипа, прежде всего, наличием выдвижного модуля, обеспечивающего доступ к пластмассовому флакону с крышкой-распылителем или нескольким флаконам. Смена опустошенного флакона легко реализуема, что исключает необходимость очистки и ухода за стационарно смонтированным резервуаром или емкостями. Использование исполнительного механизма непосредственно воздействующего на крышку-распылитель флакона позволяет исключить необходимость использования протяженных трубок, которые чрезмерно загромождают конструкцию. Заявляемое устройство отличается от прототипа наличием лекгосменного модуля с флаконом или с подвижной платформой и обоймой с несколькими флаконами.
Анализ известного уровня техники не позволил обнаружить решение, полностью совпадающее по совокупности существенных признаков с заявляемым, что может указывать на его новизну. Известное устройство [US 6,457,434 bl - Wet/dry tissue dispenser. 01.10.2002] имеет отличающуюся конструкцию, в нем не используется модульный принцип извлечения блока с пластмассовыми флаконами, оснащенными стандартными коммерчески доступными и недорогими крышками-распылителями. Известное устройство имеет существенное ограничение в применении по назначению заявляемой полезной модели, и это характеризует новизну заявки.
Только совокупность существенных признаков заявляемого устройства позволяет достичь указанного технического результата. Новым является решение использовать автоматически работающий механизм распылителя выполненного в виде модуля, который может быть легко извлечен из корпуса устройства. Возможность извлечения модуля позволяет обеспечить замену резервуара с жидкостью (флакона или нескольких флаконов с крышкой-диспенсером). Модульная извлекаемая конструкция дает еще одно преимущество заявляемого устройства по сравнению с прототипом, которое заключается в том, что в новом устройстве облегчена уборка и обслуживание внутреннего пространства корпуса.
Подробное описание. Пример конкретного использования устройства.
Для подтверждения соответствия заявляемой полезной модели требованию «промышленная применимость» приводим примеры конкретной реализации. Работа устройства осуществляется следующим образом. Пользователь подносит руку к бесконтактному датчику 10 (фиг. 1), который передает сигнал на контроллер устройства. Контроллер вызывает движение привода механизма подачи бумаги 4, который инициирует разматывание рулона 3. Одновременно с этим контроллер подает сигнал на исполнительный механизм распылительной системы 7, смонтированный на модуле 6. Исполнительный механизм распыляющей системы 7 активирует толкатель 12, который осуществляет надавливание на кнопку крышки-распылителя 9 флакона 8, сопло которого ориентировано на расправленный участок материала. Поток капель наносится на центральную часть материала. Пользователь получает определенное количество влажного материала, который выпускается через щель в передней части устройства.
Для замены рулона в устройстве необходимо открыть крышку 2, вынуть пустую втулку, освободив ее из фиксирующих элементов, и поставить новый рулон 3 (см. фиг. 5). Возможно применение автоматизированной системы смены рулона по аналогии с известными конструкциями. Свободный конец рулона должен быть заправлен в направляющие валики 4 и пропущен через направляющие планки 5 в выпускную щель устройства.
Замена флакона осуществляется путем извлечения модуля распылительной системы 6 через специальный проем в устройстве (см. фиг. 5). Для выдвижения модуля, пользователь освобождает фиксаторы 11 и, используя ручку 16, выдвигает модуль 6 с флаконом из корпуса устройства. Модуль выдвигается из корпуса 1 устройства по направляющим 13, на расстояние, достаточное для обеспечения замены флакона 9 или обслуживания модуля 6. Ограничение предельного положения модуля в выдвинутом состоянии обеспечивается специальными упорами на направляющих. После выдвижения модуля, флакон оказывается вне внутреннего пространства корпуса и доступен для замены. Кроме того, устройство освобождается от модуля и это дает возможность провести санитарную обработку его внутренней поверхности. После замены флакона и обработки устройства, пользователь задвигает модуль по направляющим обратно в корпус, и ставит фиксаторы 11 в режим запирания. Операция выдвигания/задвигания модуля 6 может быть осуществлена как вручную, так и в автоматическом режиме, если в конструкции предусмотрен отдельным приводом поступательного перемещения модуля.
Работа устройства в вариантах, представленных на фиг. 10-14 может осуществляться в исполнении с использованием двух и более флаконов, находящихся в модуле распылительной системы на подвижной платформе. В данном варианте, пользователь по желанию может выбирать номер флакона на пульте управления устройства. В соответствие с выбранной на пульте позицией, подвижная платформа подводит требуемый флакон к механизму распылительной системы. В варианте на фиг. 10-13 платформа 14 с двумя флаконами совершает возвратно-поступательное перемещение относительно толкателя распрыскивающего механизма 7, тем самым предоставляя возможность попеременного распрыскивания из двух флаконов. В варианте модуля на фиг. 14 круглая платформа с четырьмя флаконами совершает дискретное вращательное движение относительно своей оси, подводя необходимый флакон к механизму распрыскивания 7, тем самым обеспечивая возможность переключения между флаконами. После позиционирования флакона, система управления устройством, запускает механизмы подачи материала и распрыскивания жидкости, работающие по описанной выше последовательности. Обслуживание устройства и замена флаконов проводится в той же последовательности.
Преимущество заявляемого устройства состоит в том, что в нем используется модульный принцип компоновки системы увлажнения материала при помощи распылительного устройства, основанного на использовании легкосменного флакона с крышкой-распылителем. Эта особенность, позволяют разработать универсальное устройство для дозирования влажного материала. Конструкция устройства экономически оправдана, невысокая стоимость используемого устройства, и технологии его изготовления позволяют судить о большом потенциале его использования. На его основе могут быть получены качественные диспенсеры выпуска влажного протирочного материала любой степени автоматизации от механизмов с ручной подачей материала и ручным извлечением, до полностью автоматизированных и бесконтактных механизмов. Работа устройства выдачи влажного материала связана с использованием стандартных флаконов и крышек-распылителей. Размеры и тип материала, объем и тип жидкости, степень увлажнения материала могут быть любыми и определяться требованиями конкретной сферы применения. Наряду с бумагой может быть использованы другие материалы, в частности тканые или нетканые.
Заявляемое устройство может во многих случаях избавить потребителей от необходимости покупать и носить с собой герметичные пакеты с влажными или спиртовыми салфетками. Устройство может найти применение в санузлах, в механических мастерских, в медицинских, косметологических и ветеринарных учреждениях. Устройство можно применять в торговле для дозированного выпуска «пробников продукции» - образцов бумаги, смоченных одеколоном, духами или другими составами.