УВЛАЖНИТЕЛЬ ДЛЯ МУЗЫКАЛЬНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ

Полезная модель относится к области средств по уходу за музыкальными инструментами, а именно к средствам для увлажнения музыкальных инструментов, выполненных полностью или частично из массива различных пород дерева.
Увлажнитель для музыкальных инструментов, выполненных полностью или частично из массива различных пород дерева, используется для поддержания оптимального уровня относительной влажности воздуха в интервале 40-60% при хранении музыкальных инструментов в жестких кейсах и плотных чехлах.
Уровень техники
Из уровня техники известны различные по составу и сложности устройства, служащие для увлажнения деревянных музыкальных инструментов. Есть увлажнители, которые содержат емкости с водой, например увлажнитель по патенту США №4428892 [US 4428892 «Устройство увлажнения», опубл. 31.01.1984]. В некоторых увлажнителях в качестве водопоглощающего элемента используются мягкие губчатые материалы, помещаемые в жесткий контейнер или мягкую оболочку с отверстиями, например полезные модели Китая №201804543 [CN 201804543 «Регулятор влажности для музыкальных инструментов», опубл. 20.04.2011], №214043058 [CN 214043058 «Увлажнитель для музыкальных инструментов», опубл. 24.08.2021]. Недостатками таких увлажнителей являются высокий риск протекания воды из губки, что может привести к порче музыкального инструмента, отсутствие постепенности отдачи влаги в окружающую среду, необходимость заливки воды в контейнер для смачивания губчатого материала.
Известен ряд увлажнителей для музыкальных инструментов, оснащенных дополнительными составляющими, такими как гигрометр, термометр, обогреватель, жидкокристаллический дисплей, управляющая печатная плата (компьютер) и другими, работающих на электрической энергии с использованием батареек или провода, подключаемого к электрической сети [US 10121460 «Увлажнитель и цифровой гигрометр/термометр», опубл. 06.11.2018; CN 202904410 «Регулятор влажности музыкального ящика», опубл. 24.04.2013; CN 206637781 «Увлажнитель для настройки пианино», опубл. 14.11.2017 и др.]. Недостатками таких увлажнителей для целей настоящей заявки являются сложность устройства, необходимость в источнике электропитания, дороговизна по сравнению с более простыми конструкциями, не требующими использования «цифровых» технологий.
Известен увлажнитель для музыкальных инструментов, включающий проницаемый для водяного пара контейнер из нежесткого эластичного тканевого материала, содержащий водопоглощающий материал, например, акрилатный полимер [US 2012043394 «Увлажнитель», опубл. 23.02.2012]. Контейнер имеет отверстие для наливания в него воды и крышку, закрывающую данное отверстие. Для начала работы увлажнителя необходимо внутрь контейнера залить воду. Недостатками данного увлажнителя являются неудобство в использовании, связанное с необходимостью заливки воды, а также короткий промежуток времени (24 часа), в течение которого сохраняется оптимальный уровень относительной влажности 40-60%.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели (прототипом) является увлажнитель по патенту США №637500, который содержит стабилизирующее полимерное вещество в форме гидрофильной, водопоглощающей натриевой соли сшитой полиакриловой кислоты, присутствующей в форме неактивированного порошка; средство для удержания вещества, включающее влагопроницаемый контейнер с сеткой-ситом, указанный контейнер с сеткой-ситом выполнен из полиамида, размер пор которого составляет от 70 мкм до 120 мкм; и защитный контейнер, содержащий влагопроницаемый контейнер, причем защитный контейнер имеет по меньшей мере одно внутреннее отверстие для впуска воздуха [US 6375000 «Увлажнитель», опубл. 23.04.2002]. Недостатком данного увлажнителя является неудобство при использовании, связанное с тем, что для начала работы увлажнителя необходимо извлечь влагопроницаемый контейнер с водопоглощающим веществом, поместить его в воду примерно на 4 минуты, а затем, когда вещество набухнет, вернуть в защитный контейнер.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в устранении недостатков увлажнителя по прототипу и создании простого и удобного в использовании устройства для увлажнения музыкальных инструментов, выполненных полностью или частично из дерева.
Технический результат
Техническим результатом заявляемой полезной модели является расширение арсенала технических средств для увлажнения музыкальных инструментов, выполненных полностью или частично из дерева.
Сущность технического решения
2
2
Технический результат достигается тем, что заявляемый увлажнитель состоит из внешнего корпуса и внутренней оболочки. Внутри внутренней оболочки находится полимерная паронепроницаемая капсула с гидрогелем насыщенным водой. Внутренняя оболочка выполнена замкнутой. Стенки внутренней оболочки выполнены из двух видов нетканого текстильного материала из синтетических волокон с разной паропроницаемостью, первый материал имеет паропроницаемость не более 100 мг/(м⋅ч), а второй материал имеет паропроницаемость более 100 мг/(м⋅ч). Внешний корпус выполнен также замкнутым из нетканого текстильного материала из синтетических волокон с паропроницаемостью не менее чем у второго материала внутренней оболочки.
Внешний корпус увлажнителя может быть выполнен разделенным на две секции, которые находятся на расстоянии друг от друга, и в каждую секцию помещена внутренняя оболочка.
Заявленная конструкция увлажнителя позволяет изготавливать широкую линейку увлажнителей, которые имеют разную скорость повышения влажности. Возможны выполнения стенок внутренней оболочки из разных материалов, то есть одна стенка выполнена полностью из первого материала, а вторая стенка из второго материала. Возможно выполнение одной стенки из первого материала, а второй стенки частичной из первого материала, а частично из второго материала. Возможен вариант, когда обе стенки внутренней оболочки выполнены частично из первого материала и частично из второго материала. Скорость повышения влажности зависит от величины площади стенок выполненных из второго материала. Чем больше площадь стенок, выполненных из второго материала, тем выше скорость повышения влажности.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем полезная модель поясняется чертежами, на которых изображены примеры конкретного выполнения заявленного устройства, не ограничивающие объем притязаний заявляемой полезной модели:
на фиг.1 - представлена конструкция увлажнителя:
на фиг.2 - показан пример выполнения корпуса с двумя секциями;
на фиг.3 - показан пример установки увлажнителя в резонаторное отверстие гитары;
на фиг.4 - представлены графики испытаний опытного образца увлажнителя.
Осуществление полезной модели
Увлажнитель, как показано на фиг.1, состоит из внешнего корпуса 1 и внутренней оболочки 2, с полимерной паронепроницаемой капсулой 3, которая заполнена гидрогелем насыщенным водой. В качестве полимерного непроницаемого материала для капсулы 3 может быть использован, например, полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полиэфирные материалы, полиэтилентерефталат, полиамид, полистирол и другие паронепроницаемых материалов, а также двухслойные материалы, например, бумага с полиэтиленовым покрытием. В нашем примере использована полиэтиленовая капсула 3.
2
2
Стенки внутренней оболочки 2 выполнены из двух видов нетканого текстильного материала из синтетических волокон с разной паропроницаемостью. На фиг.1 представлен пример выполнения увлажнителя, когда одна стенка 4 выполнена из первого материала с паропроницаемостью не более 100 мг/(м⋅ч), а вторая стенка 5 выполнена из второго материала с паропроницаемостью более 100 мг/(м⋅ч). Процентное соотношение по площади первого материала и второго материала при изготовлении внутренней оболочки 2 подбирается в зависимости от необходимой скорости повышения влажности.
Внутренняя оболочка 2 имеет по своему периметру швы 6 для того, чтобы объем был замкнутым. Внешний корпус 1 выполнен также замкнутым из нетканого текстильного материала из синтетических волокон с паропроницаемостью не менее чем у второго материала внутренней оболочки 2. Большая паропроницаемость нетканого текстильного материала из синтетических волокон внешнего корпуса 1 по сравнению с паропроницаемостью материала внутренней оболочки 2 позволяет гарантировать беспрепятственное проникновение молекул воды во внешнюю среду и повышение влажности в требуемом объеме. Выполнение внешнего корпуса 1 и внутренней оболочки 2 замкнутыми позволяет полностью исключить протекание воды при использовании увлажнителя.
Внешний корпус 1 предлагаемого увлажнителя может быть выполнен разделенным на две секции (фиг.2), и в каждую секцию помещена внутренняя оболочка 2 с полиэтиленовой капсулой 3.
Используемый гидрогель в полиэтиленовой капсуле 3 может быть в виде гранул или порошка.
Края стенки 4 и стенки 5 внутренней оболочки 2 из нетканых текстильных материалов из синтетических волокон, могут быть соединены при помощи известных (стандартных) технологий, применяющихся для соответствующих типов материалов. Например, нетканый текстильный материал из синтетических волокон, образующий внутреннюю оболочку 2, соединен при помощи ультразвуковой сварки, образуя сварные швы 6.
Аналогично выполнен и корпус 1 из нетканых текстильных материалов из синтетических волокон.
Использование увлажнителя
Для начала работы увлажнителя необходимо раздавить механическим способом, например, путем сдавливания пальцами, полимерную паронепроницаемую капсулу 4 с гидрогелем насыщенным водой. Таким образом, увлажнитель обладает возможностью контролируемого начала работы. Относительно мягкие стенка 4, стенка 5 внутренней оболочки 2 и относительно мягкий материал корпуса 1 увлажнителя позволяют это сделать без особых усилий. Подготовленный таким образом увлажнитель располагают внутри кейса, чехла музыкального инструмента или непосредственно внутри самого музыкального инструмента. Гидрогель, используемый в полиэтиленовой капсуле 3, способен накапливать влагу и постепенно ее отдавать, а заявленная паропроницаемость материалов используемых в увлажнителе способна пропускать пары влаги во внешнюю среду тем самым сухой воздух внутри кейса или чехла, в котором хранится музыкальный инструмент, увлажняется.
2
2
Процесс отдачи влаги гидрогелем ограничивается и контролируется материалом стенок 4 и 5 внутренней оболочкой 2, выполненных из комбинации двух материалов, а именно первого нетканого текстильного материала из синтетических волокон с паропроницаемостью не более 100 мг/(м⋅ч) и второго нетканого текстильного материала из синтетических волокон с паропроницаемостью более 100 мг/(м⋅ч). А выполнение корпуса 1 из нетканого текстильного материала из синтетических волокон с паропроницаемостью не ниже чем паропроницаемость второго нетканого текстильного материала из синтетических волокон внутренней оболочки 2 не препятствует выходу влаги из увлажнителя.
Сочетание указанных параметров паропроницаемости нетканых текстильных материалов из синтетических волокон обеспечивает плавную постепенную отдачу влаги от гидрогеля в окружающую среду.
Выполнение замкнутыми внешнего корпуса 1, внутренней оболочки 2, а также то, что молекулы воды связаны гидрогелем, исключает возможный контакт влаги с поверхностью музыкального инструмента, предотвращая тем самым порчу музыкального инструмента.
Увлажнитель может быть размещен в жестком кейсе или плотном чехле для хранения музыкального инструмента или непосредственно в корпусе музыкального инструмента любым удобным способом. На фиг.3 приведен пример размещения увлажнителя для акустической гитары. Увлажнитель (фиг.2), внешний корпус 1 которого имеет две секции, в которых установлены внутренние оболочки 2 может быть размещен в резонаторном отверстии 7 гитары путем подвешивания на струны.
Подтверждение промышленной применимости
Для испытаний был изготовлен образец в соответствии с заявленной полезной моделью из следующих материалов:
2
для внешнего корпуса 1 возможно, но не ограничиваясь этим, использовать спанбонд с паропроницаемостью до 36667 мг/(м⋅ч):
2
2
для внутренней оболочки 2 - мембранный материал с паропроницаемостью не более 40 мг/(м⋅ч) для одной стенки, а для второй стенки мембранный материал с паропроницаемостью до 36667 мг/(м⋅ч).
Эффективность использования предлагаемой полезной модели в целях поддержания оптимального уровня влажности воздуха (относительная влажность 40-60%) при хранении музыкальных инструментов в жестких кейсах и плотных чехлах подтверждена экспериментально. Испытания опытного образца увлажнителя для музыкальных инструментов проведены в условиях близких к экстремальным для музыкальных инструментов, выполненных полностью или частично из массива различных пород дерева.  Условия испытаний приведены ниже.
Температура и относительная влажность в помещении:+20°C, 30%.
Оборудование для испытаний:
1) Климатическая камера СМ-70/100-1000КТВХ, зав. №213. Протокол первичной аттестации №ТТ 0193285 от 03.06.2021 г. со сроком действия до 02.06.2022 г.
2) Преобразователь измерительный температуры и влажности ИПТВ-206/М3-03, зав. №09-2543. Свидетельство о поверке С-ВСП/01-09-2021/90635837 от 01.09.2021 до 31.08.2023
3) Датчики влажности типа DHT-22 (2 шт.), предварительно откалиброванные по поверенному датчику влажности ИПТВ-206 (размещались внутри корпуса гитары и внутри чехла).
Результаты испытаний опытного образца увлажнителя для музыкальных инструментов представлены на фиг.4.
Верхняя кривая соответствует показаниям датчика, установленного внутри чехла, а нижняя кривая - показателям датчика установленного внутри гитары.
Хронология процесса испытаний:
Время, мин
Операции с опытным образцом, наблюдения
0
Установка предварительно стабилизирована на режиме: температура:+25°C, относительная влажность: 20%В климатическую камеру установлен жесткий чехол (т.м. Martin) в открытом виде.
30
Открытие дверцы климатической камеры. Установка в чехол гитары Sigma OMM-ST. Размещение датчиков влажности:датчик 1 - внутри чехла, в районе середины грифа;датчик 2 - внутри корпуса гитары, на расстоянии не менее 100 мм от резонаторного отверстия.Закрытие чехла.
43
Наблюдается стабилизация относительной влажности воздуха на уровне 25-27%
60
Открытие дверцы климатической камеры.Открытие чехла.Установка опытного образца увлажнителя на струны в районе резонаторного отверстия.Закрытие чехла.
95
Наблюдается стабилизация относительной влажности воздуха на уровне 43-48%.
180
Завершение испытаний.
В результате применения полезной модели относительная влажность воздуха внутри чехла и внутри музыкального инструмента (гитары) увеличилась с 25-27% до 43-48%. Полученные результаты испытаний подтверждают достижение технического результата и эффективность работы увлажнителя.
Гарантированный срок службы предлагаемого увлажнителя 30 дней, рекомендованный максимальный срок службы - 120 дней.
Преимуществами заявляемой полезной модели по сравнению с известными аналогами являются:
возможность контролируемого начала работы увлажнителя,
отсутствие необходимости наполнять водой контейнер с влагопоглощающим веществом (гидрогелем),
отсутствие возможного контакта влаги с поверхностью музыкального инструмента (исключение протекания),
длительный срок использования (до 120 дней),
удобство при использовании,
простота конструкции, не требующая использования дорогостоящих материалов и/или технологий при производстве.