Устройство для купания

Полезная модель относится к устройствам для купания, 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 купания, выполненное в виде металлической емкости, содержащей днище и стенки, которые включают горизонтальные ряды, расположенные 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, а днище выполнено плоским, в форме равностороннего многоугольника, стороны многоугольника сопряжены с нижними основаниями трапециевидных граней нижнего ряда, при этом грани хотя бы одного ряда содержат отверстия, выполненные с возможностью подключения труб для гидромассажных процедур. (Патент РФ №RU 196879, МПК A61H 33/00, опубликованный 18.03.2020).
Из уровня техники также известно решение, выбранное в качестве ближайшего аналога: устройство для купания, включающее металлическую емкость для наполнения жидкостью, которая содержит сидения для размещения внутри ёмкости пользователей, отличающееся тем, что на стенке ёмкости закреплена панель для поддержки спины, сидения снабжены механизмом изменения их высоты, включающим основание, закрепленное к внутренней поверхности ёмкости и стойку, на которой установлено сидение, при этом стойка выполнена с возможностью перемещения относительно основания, а механизм изменения высоты сидения оборудован элементами фиксации положения стойки относительно основания. Частные случаи реализации данного устройства, согласно описанию и фигурам, также раскрывают раму, внутренняя поверхность которой описывает контур, соответствующий поперечному сечению емкости, при этом площадь контура рамы меньше максимальной площади поперечного сечения емкости, рама соединена стойками с опорой, выполненной в форме фигуры, площадь которой больше площади фигуры рамы. (Патент РФ №RU 205672, МПК A61H 33/00, A47K 3/00, A47K 3/12, опубликованный 28.07.2021).
Заявляемое техническое решение от ближайших аналогов отличается усовершенствованной конструкцией, характеризующейся, в частности, тем, что между рамой и опорой закреплены металлические листы, соединенные верхними сторонами с рамой и нижними сторонами с опорой, и сочлененные друг с другом боковыми сторонами, образуя стенку, ограждающую пространство между ними.
Технический результат заявляемого технического решения проявляется в повышении надежности.
Данный технический результат выражается, в частности, в повышении срока службы устройства для купания, в снижении вероятности выхода устройства из строя, и достигается, в частности, благодаря повышению жесткости конструкции и устойчивости устройства к деформациям, вызванным действием сил, направленных на растяжение, сжатие, изгиб, сдвиг и кручение, которые неминуемо возникают в процессе эксплуатации и могут приводить к ухудшению эксплуатационных качеств устройства, а также благодаря повышению устойчивости устройства для купания с целью минимизации вероятности опрокидывания и повреждения чана при сильном ветре и/или при неравномерном распределении нагрузок во внутренней полости.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что заявленное техническое решение представляет собой устройство для купания, включающее металлическую емкость для жидкости, выполненную в виде чаши, расширяющейся кверху, включающее раму, внутренняя поверхность которой описывает контур, соответствующий поперечному сечению емкости, при этом площадь контура рамы меньше максимальной площади поперечного сечения емкости, рама соединена стойками с опорой, выполненной в форме фигуры, площадь которой больше площади фигуры рамы, при этом, к раме и опоре закреплены металлические листы, соединенные верхними сторонами с рамой и нижними сторонами с опорой, сочлененные друг с другом боковыми сторонами, образуя стенку, ограждающую пространство между ними.
Выполнение емкости для жидкости в форме чаши при заполнении ее водой позволяет более равномерно распределять нагрузку от веса воды на стенки емкости, препятствуя деформации емкости, повышая долговечность и надежность. Выполнение емкости для жидкости в форме чаши также позволяет удобно и надежно без дополнительных креплений фиксировать ее при помощи рамы. Такая форма характеризует устройство устойчивостью относительно оси симметрии при ориентации емкости в соответствующем для эксплуатации положении.  Выполнение емкости из металла также повышает надежность и долговечность конструкции за счет высоких прочностных характеристик данного материала, обеспечивающих высокую жесткость емкости.
Устройство включает раму, внутренняя поверхность которой описывает контур, соответствующий поперечному сечению емкости, что позволяет раме надежно охватывать внешнюю стенку емкости, увеличивая ее сопротивляемость деформациям, которые возникают в процессе эксплуатации устройства для купания. А также рама воспринимает на себя нагрузку от стенок емкости при заполнении его водой, что увеличивает жесткость и надежность устройства.
При этом площадь контура рамы меньше максимальной площади поперечного сечения емкости, что обеспечивает надежную фиксацию емкости в раме. Такое исполнение позволяет раме осуществлять несущую функцию устройства для купания, что в свою очередь обеспечивает жесткость, устойчивость и надежность конструкции.
Рама соединена стойками с опорой, выполненной в форме фигуры, площадь которой больше площади фигуры рамы.  Из уровня техники известно, что устойчивость любой конструкции и предельные углы ее наклона находятся в прямой взаимосвязи с площадью опоры (площадью, заключенной между крайними точками опоры тела). В случае, если площадь опоры меньше или равна площади фигуры, ограниченной рамой, то значительно уменьшается устойчивость устройства для купания и увеличивается вероятность его опрокидывания и повреждения, поскольку, при невыполнении вышеописанного условия устойчивости, вертикаль, проходящая через центр тяжести устройства для купания, намного проще выходит за пределы площади опоры под воздействием внешних сил, вследствие чего момент силы тяжести вызывает опрокидывание устройства, что снижает его надежность. Кроме того, такое исполнение позволяет правильно перераспределить деформирующие нагрузки с рамы устройства для купания на опору, что повышает долговечность рамы.
Стойки обеспечивают жесткое соединение рамы с опорой и выступают в качестве элементов, принимающих на себя часть нагрузки при эксплуатации изделия. Жесткость стоек позволяет избежать деформаций как емкости устройства для купания, так и рамы с опорой, повышая долговечность и надежность всей конструкции.
Между рамой и опорой закреплены металлические листы, соединенные верхними сторонами с рамой и нижними сторонами с опорой, и сочлененные друг с другом боковыми сторонами, образуя стенку, ограждающую пространство между ними, которые дополнительно увеличивает жесткость устройства за счет собственной жесткости металлических листов. На металлические листы в заявленном исполнении также распределяется нагрузка от рамы и емкости. Кроме того, листы защищают нижнюю часть емкости, испытывающую наибольшие нагрузки в процессе эксплуатации, от повреждений и попадания различного рода загрязнений и нежелательных предметов. Наибольший эффект заявленные металлические листы демонстрируют в ветрозащите устройства для купания и источника нагрева, размещаемого под ним, а также в защите по меньшей мере части емкости, рамы и опоры от осадков, предотвращая их коррозию, которая могла бы повлечь за собой необратимые деформации конструкции заявленного устройства, снижающие срок их службы. Таким образом, металлические листы в представленном исполнении обеспечивают повышение надежности устройства.
Каждый металлический лист может быть одной стороной прикреплен к боковой поверхности нижней части опоры, а другой - к верхней поверхности рамы посредством заклепок. Заклепочное соединение, в свою очередь, является жестким неразъемным соединением, обеспечивающим надежное крепление металлических листов. Вместе с этим, указанный способ соединения предполагает возможность преднамеренного разъединения металлических листов с целью их замены, что также характеризует устройство для купания ремонтопригодностью и увеличением срока службы. При этом, за счет того, что верхняя сторона закреплена именно к верхней поверхности рамы, большая часть веса от металлического листа также приходится на раму, что повышает надежность самих листов, так как формирует для них опору, и надежность рамы, так как обеспечивает ее полное укрытие листами, предотвращая попадание на нее осадков. Крепление листов нижними сторонами к боковым поверхностям нижней части опоры также способствует изоляции опоры, и вместе с тем, исключает необходимость выполнения излишних деформирующих загибов на листах.
Опора и рама могут быть выполнены из труб прямоугольного сечения. Трубы прямоугольного сечения имеют четыре ребра жесткости, благодаря чему способны сохранять форму при воздействии нагрузок, в т.ч. нагрузок, направленных на изгиб и кручение.
Фигуры, образованные опорой и рамой предпочтительно являются многоугольниками, поскольку при такой геометрической форме увеличивается количество ребер жесткости каркаса, сформированного рамой и опорой, что дополнительно увеличивает прочность и надежность конструкции, а также, за счет прямой формы своих ребер, способствует фиксации емкости любой формы.
Расстояние между опорой и рамой может составлять 0,5-1 метра. Выявлено, что при расстоянии между опорой и рамой менее 0,5 метров, устойчивость конструкции существенно снижается. При этом, расстояние более 1 метра способствует утяжелению конструкции и увеличению нагрузки на ее элементы, в частности, на участки их соединений, что может привести к ее деформациям. При этом, расстояние в 0,5-1 метр обеспечивает достаточную устойчивость и надежность заявленного устройства. В частности, расстояние в 0, 75 метров позволило достичь максимальную устойчивость конструкции.
Опора и рама предпочтительно выполнены из труб диаметром 50-70 мм. Заявленный диапазон значений позволяет добиться оптимального соотношения между жесткостью формируемого каркаса и весом конструкции. Вес труб увеличивается пропорционально толщине стенок труб и диаметру, а увеличение веса (при диаметре более 70 мм), в свою очередь, приводит к увеличению нагрузки на несущие конструкции каркаса (стойки) и, соответственно, к их ускоренному износу, деформации и общему ухудшению надежности устройства для купания. Использование труб слишком малого диаметра (менее 50 мм), в свою очередь, отрицательно сказывается на общей жесткости конструкции и не может обеспечить надежность устройства в долгосрочной перспективе.
Толщина металлического листа предпочтительно составляет 1-4 мм. Слишком малая толщина металлического листа (менее 1 мм) приводит к его избыточной деформации в процессе эксплуатации устройства для купания, а также увеличивает вероятность случайного повреждения, слишком большая (более 4 мм) – увеличивает нагрузку на точки крепления листов, приводя к ускоренному износу и ухудшению надежности устройства для купания. Предпочтительно указанная толщина способствует максимальной надежности и износостойкости листов, и следовательно, заявленного устройства для купания.
Опора и рама могут быть выполнены из элементов, соединенных посредством аргонной сварки. Аргонная сварка позволяет минимизировать количество дефектов и неоднородностей в сварных швах благодаря защите зоны формирования сварных швов от кислорода, который может вступать в окислительные химические реакции с расплавленным металлом и отрицательно влиять на качество формируемых швов. Помимо этого, аргонная сварка также позволяет уменьшить пластическую деформацию металла во время проведения сварочных работ, тем самым обеспечивая прочное, надежное и долговечное соединение элементов рамы и опоры без потери формы соединяемых сварными швами элементов.
Предпочтительно стенки емкости включают 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, стороны многоугольника сопряжены с нижними основаниями трапециевидных граней нижнего ряда.
Выполнение стенок и днища по описанной форме и расположению позволяет создать устройство для купания замкнутым по форме, схожей с полусферообразной, дополнительно повышающей устойчивость емкости относительно оси симметрии и равномерно воспринимающей нагрузки. Ребра жесткости, образованные на 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 в целом, обеспечивает высокую надежность устройства для купания.
Выполнение металлической емкости как минимум тремя горизонтальными рядами, как установлено опытным путем, делают устройство максимально жестким 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. Формирование каждого ряда емкости путем сопряжения граней своими боковыми сторонами с образованием вертикальных ребер жесткости также увеличивают жесткость конструкции. Вертикальные и горизонтальные ребра жесткости принимают на себя часть нагрузки, увеличивая устойчивость конструкции к изгибающему моменту, тем самым предотвращая его деформацию.
Выполнение граней плоскими также увеличивает жесткость конструкции и формирует при соединении граней друг с другом прямолинейные ребра жесткости, что увеличивает общую жесткость конструкции. Каждая из плоских граней, сопрягаясь с соседней, образует прямую линию, по которой удобно выполнять сварочный шов, принимая нагрузки и сохраняя надежность и жесткость конструкции.
Выполнение дна плоским также характеризует конструкцию наличием дополнительных горизонтальных ребер жесткости на стыке каждой из сторон днища с нижними ребрами нижнего ряда емкости.
На фиг. 1 представлен общий вид устройства для купания с рамой, опорой и стойками, без металлических листов.
На фиг. 2 представлен общий вид устройства для купания с рамой, опорой, стойками и металлическими листами.
Цифрами на фигуре отмечены следующие элементы:
емкость (1);
рама (2);
стойки (3);
опора (4);
листы (5).
Устройство для купания содержит металлическую емкость (1) для жидкости, которая выполнена в виде чаши, расширяющейся кверху. Емкость (1) включает раму (2), внутренняя поверхность которой охватывает емкость (1) и описывает контур, соответствующий поперечному сечению емкости. Площадь контура рамы (2) при этом меньше максимальной площади поперечного сечения емкости (1). Рама (2) соединена посредством стоек (3) с опорой (4), выполненной в форме фигуры, площадь которой превышает площадь фигуры рамы (2). Между рамой (2) и опорой (4) закреплены металлические листы (5), соединенные верхними сторонами с рамой (2) и нижними сторонами с опорой (4), и сочлененные друг с другом боковыми сторонами, образуя стенку, ограждающую пространство между ними.
В предпочтительном варианте реализации заявленного технического решения емкость (1) имеет поперечное сечение в виде многоугольника. Предпочтительно каждый металлический лист (5) одной из сторон закреплен к боковой поверхности нижней части опоры (4), а другой стороной – к верхней поверхности рамы (2) посредством заклепочного соединения. Листы (5) может быть согнуты, повторяя по меньшей мере часть контура, образованного рамой (2), стойками (3) и опорой (4). Расстояние между рамой (2) и опорой (4) предпочтительно составляет 0,5-1 метра, длина стойки (3), соответственно, также находится в данном диапазоне в предпочтительном варианте выполнения. Рама (2) и опора (4) и могут быть выполнены из труб прямоугольного сечения, а фигура, образованная рамой (2) и опорой (4) в предпочтительном варианте реализации является многоугольником, повторяющим контуры емкости (1). Диаметр труб, формирующих каркас рамы (2) и опоры (4) в предпочтительном варианте реализации лежит в диапазоне 50-70 мм. Толщина металлического листа предпочтительно составляет 1-4 мм. Опора (2) и рама (4) могут быть выполнены из элементов, соединенных посредством сварных швов, сформированных аргонной сваркой.
Один из предпочтительных вариантов использования устройства для купания продемонстрирован далее на примере:
Устройство для купания устанавливается на поверхность, достаточную для его горизонтального размещения. Емкость (1) устройства для купания заполняется водой (например, при помощи подведенного шланга), температура воды доводится до предпочитаемой при помощи любых доступных нагревательных элементов (например, печи). Рама (2), стойки (3) и опора (4) обеспечивают устойчивое положение устройства для купания во время заполнения водой и погружения пользователей, а также достаточную жесткость конструкции и надежную фиксацию емкости (1). Устойчивость устройства обеспечивается благодаря плавному и равномерному обтеканию ветром, которое обеспечивается благодаря использованию металлических листов (5), которые также защищают емкость (1) от повреждений в процессе эксплуатации и обеспечивают ее дополнительную жесткость и надежность. После окончания гигиенических процедур вода из емкости (1) сливается любым доступным способом, например, через сливное отверстие в емкости (1). Устройство для купания выдерживает множественные циклы использования благодаря повышению надежности конструкции, достигаемому, в частности, за счет использования каркаса, сформированного рамой (2), стойками (3), опорой (4), и металлических листов (5).
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.