Несущая конструкция для устройства подвесного унитаза
CARRYING STRUCTURE FOR SUSPENDED TOILET BOWL DEVICE

Настоящее изобретение относится к несущей конструкции для устройства подвесного унитаза, а также к системе, включающей в себя указанное устройство и указанную несущую конструкцию.
В настоящее время подвесные унитазы являются альтернативой традиционным чашам унитаза с креплением к полу. Это связано с тем, что подвесные унитазы имеют преимущество, которое заключается в том, что их прикрепляют к вертикальной жестко закрепленной несущей конструкции и под чашей остается пустое пространство. Таким образом, подвесные унитазы позволяют пользователям осуществлять мытье пола под чашей.
В известном техническом решении несущая конструкция представляет собой металлическую раму, включающую в себя две стойки, соединенные с прикрепляемыми к полу ножками и скрепленные между собой перекладиной, на которую крепят чашу унитаза. Рама также служит опорой для крепления подводящего сливную воду бачка и сливной трубы.
С применением металлической рамы связаны некоторые недостатки, связанные в частности с массой, стоимостью и временем установки. Тем не менее, такая металлическая рама обеспечивает требуемые прочность и механическое сопротивление с учетом того, что на раму действуют значительные нагрузки, поскольку унитаз не стоит на полу.
Техническая проблема, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в том, чтобы предложить другую несущую конструкцию, по меньшей мере частично устраняющую указанные недостатки и обладающую при этом требуемым механическим сопротивлением. В частности, речь идет о механической прочности и о ползучести.
Исходя из вышеизложенного, настоящее изобретение относится к несущей конструкции для устройства подвесного унитаза, причем указанное устройство включает в себя чашу и сливной бачок, а несущая конструкция содержит две стойки и перекладину, соединяющую две указанные стойки и предназначенную для крепления верхней части чаши, при этом каждая стойка имеет верхний участок, размещенный над перекладиной и служащий опорой для бачка, и нижний участок, предназначенный для вмещения ножек для крепления к полу.
Согласно основной концепции изобретения:
- несущая конструкция дополнительно содержит опорную деталь, размещенную под перекладиной на расстоянии от нее и соединяющую обе стойки, причем опорная деталь предназначена для того, чтобы обеспечить опору для нижней части чаши под сливной трубой;
- опорная деталь, перекладина и по меньшей мере нижние участки стоек выполнены за одно целое из композитного материала, содержащего пластмассовую матрицу, армированную упрочняющими волокнами.
Изготовление несущей конструкции - или по меньшей мере ее нижней части, предназначенной для соединения с чашей унитаза, - из композитного материала обеспечивает устранение напряжений и недостатков, связанных с использованием металла. Таким образом, несущая конструкция может стать менее тяжелой, что дает преимущество, как для транспортировки, так и для установки, и менее дорогостоящей. Более того, сокращается время установки, в частности, потому что опорная деталь, перекладина и по меньшей мере нижние участки стоек выполнены за одно целое и, следовательно, не требуют сборки. Кроме того, несущая конструкция больше не будет подвержена коррозии.
К тому же, разница между собственной жесткостью металла и такого композитного материала компенсируется геометрией несущей конструкции и особенно наличием дополнительной опорной детали. Указанная опорная деталь, работающая на сжатие, позволяет дополнить действие работающей на растяжение перекладины, чтобы обеспечить системе достаточную механическую прочность.
Другое преимущество, связанное с использованием такого композитного материала, заключается в возможности встраивания инкапсулирующих элементов электронных устройств для сбора, обработки или воспроизведения данных для обеспечения улучшенного управления устройством подвесного унитаза. Такие инкапсулирующие элементы могут быть, например, установлены на опорную деталь.
Опорная деталь, перекладина и по меньшей мере нижние участки стоек могут быть выполнены посредством формования, например, формования под давлением.
Нижний участок и верхний участок одной стойки соединены, при этом указанные участки могут примыкать друг к другу, то есть могут быть скреплены без промежуточной детали между ними.
Согласно одному варианту осуществления опорная деталь, перекладина и нижние участки стоек формируют основание. Другими словами, указанные элементы формируют полностью плоскую деталь. Указанное основание, имеющее среднюю плоскость, может иметь по существу плоские стенки, параллельные указанной средней плоскости, а также ребра жесткости, перпендикулярные к указанной средней плоскости.
Верхние участки стоек могут быть выполнены из пластмассы. Для придания достаточной механической прочности верхним участкам стоек необязательно применять композитный материал, содержащий армированную упрочняющими волокнами пластмассовую матрицу.
В этом случае можно предусмотреть, чтобы верхний участок в каждой стойке был деталью, отдельной от нижнего участка, при этом оба указанных участка могут быть скреплены друг с другом. Таким образом, несущая конструкция может стать менее громоздкой, что особенно полезно при ее транспортировке. Более того, для ее изготовления потребуется форма меньшего размера. Скрепление верхнего и нижнего участков может быть выполнено посредством раструбного соединения: например, нижний участок может иметь вертикальный прилитый выступ, который входит в полый верхний участок стойки.
Тем не менее, возможны другие варианты. Так нижний и верхний участки могут быть выполнены за одно целое из указанного композитного материала. Или нижний и верхний участки могут быть разделены, при этом верхний участок может быть выполнен из другого материала, например из металла или неармированного пластика.
Стык между верхним и нижним участками - реальный, когда две детали являются отдельными, или теоретический, когда они формируют одну и ту же деталь - может быть расположен над перекладиной, то есть, нижний участок вытянут над перекладиной.
Согласно одному варианту осуществления матрица из композитного материала относится к группе ПБТ (полибутилентерефталат), ПЭТ (полиэтилентерефталат), ПА 6 или ПА 6,6 (полиамид 6 или 6,6) и ПП (полипропилен), а упрочняющие волокна содержат стеклянные волокна в количестве от 50 до 70%, например, около 60%.
Согласно одному варианту осуществления опорная деталь включает в себя соединяющую обе стойки нижнюю стенку и две по существу треугольные верхние боковые полки, каждая из которых размещена между указанной нижней стенкой и стойкой так, чтобы сформировать в опорной детали V-образный вырез, вершина которого закруглена и направлена вниз. Указанный вырез может вмещать сливную трубу устройства.
Несущая конструкция также может содержать верхний поддерживающий элемент для трубы, подводящей воду из бачка, и/или нижний поддерживающий элемент для сливной трубы, выступающий из перекладины и выполненный за одно целое с ней. Другим преимуществом настоящего изобретения является возможность встраивания таких поддерживающих элементов в конструкцию, поскольку в этом случае нет необходимости предусматривать отдельные детали и скреплять их впоследствии с остальной частью конструкции.
Нижний поддерживающий элемент может содержать крепежные средства хомута для зажатия сливной трубы между указанным нижним поддерживающим элементом и хомутом.
Кроме того, несущая конструкция содержит ножки крепления к полу.
Данные ножки могут быть, например, выполнены из композитного материала, содержащего армированную упрочняющими волокнами пластмассовую матрицу.
Это дает преимущество в отношении веса, стоимости и устойчивости к коррозии. Состав пластмассы и форма ножек определяются с учетом механических напряжений, влияющих на жесткость и прочность при нагрузках. Так, можно предусмотреть, чтобы матрица из композитного материала относилась к группе, включающей в себя ПБТ (полибутилентерефталат), ПЭТ (полиэтилентерефталат), ПА 6 или ПА 6,6 (полиамид 6 или 6,6) и ПП (полипропилен), при этом упрочняющие волокна содержали стеклянные волокна в количестве от 50 до 70%, например, около 60%. Кроме того, ножка может иметь ребристую структуру, повышающую механическую прочность.
При необходимости для того, чтобы облегчить переработку, материал ножек может быть идентичен материалу системы, включая опорную деталь, перекладину и по меньшей мере нижние участки стоек.
Согласно одному варианту осуществления, каждая из ножек содержит первый направляющий элемент, а нижний участок каждой стойки содержит второй направляющий элемент, причем указанные первый и второй направляющие элементы выполнены с возможностью взаимодействия для обеспечения вертикального скольжения ножки в соответствующей указанной нижнем участке. Один из направляющих элементов представляет собой вертикальную прорезь, а другой направляющий элемент представляет собой стержень, входящий в прорезь. Например, стержень вставлен в стойку и при этом может по меньшей мере частично формировать устройство блокировки ножки относительно стойки в требуемом положении.
Согласно одному варианту осуществления несущая конструкция, определяющая среднюю плоскость, может содержать параллельную указанной средней плоскости пластину, прикрепленную к нижнему участку каждой стойки. Пластина содержит сквозное отверстие, в которое входит стержень, формирующий второй направляющий элемент, входящий в предусмотренную в ножке прорезь, формирующую первый направляющий элемент. Таким образом, пластина может формировать литое средство между ножкой и соответствующей стойкой.
Каждая из ножек несущей конструкции может быть вставлена в нижний участок стойки с возможностью перемещения в вертикальном направлении, при этом несущая конструкция содержит устройство блокировки ножки относительно стойки в требуемом положении, при этом устройство блокировки включает зажимной элемент.
Указанный зажимной элемент может представлять собой стержень, входящий в прорезь, так чтобы обеспечить вертикальное скольжение ножки в указанном соответствующем нижнем участке
При необходимости каждая ножка может быть заблокирована относительно стойки на любой высоте (плавная регулировка) или на некоторой высоте, выбранной из конечного набора отдельных значений высоты (ступенчатая регулировка). В последнем случае ножка и/или стойка могут иметь отметки, каждая из которых соответствует высоте регулировки из возможных значений высоты.
Указанный зажимной элемент может быть размещен практически под прямым углом к средней плоскости, определяемой несущей конструкцией. Например, он может быть установлен сбоку (то есть параллельно средней плоскости).
Согласно одному варианту осуществления, каждая ножка включает в себя практически вертикальный столбик, вставленный в нижний участок стойки, и по существу горизонтальное основание ножки, в котором выполнена сквозная в вертикальном направлении выемка, выходящая на свободный конец основания ножки, причем указанная выемка предназначена для вмещения элемента крепления основания ножки, такого как резьбовой стержень, к полу.
Наличие выемки, не замкнутой по ее контуру, обеспечивает легкое извлечение ножки и отсутствие сварных швов.
Изобретение также относится к системе, содержащей устройство подвесного унитаза, причем указанное устройство включает в себя чашу и сливной бачок, а также несущую конструкцию указанного устройства, которое описано выше.
Согласно одному варианту осуществления бачок содержит боковые вертикальные каналы, а верхний участок каждой из стоек выполнен с возможностью соединения с одним из указанных каналов. В указанных каналах также могут быть предусмотрены элементы, обеспечивающие заданное размещение и/или центрирование верхних участков стоек.
Далее на примере, не носящем ограничительный характер, описан вариант осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые фигуры:
- на фиг. 1 в аксонометрии на виде спереди показана система, включающая в себя устройство подвесного унитаза и несущую конструкцию указанного устройства, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
- на фиг. 2 в аксонометрии на виде сзади показана указанная система, причем чаша унитаза не показана;
- на фиг. 3 и 4 в аксонометрии на виде спереди и сзади соответственно показано основание, формирующее часть несущей конструкции согласно настоящему изобретению;
- на фиг. 5 подробно показан верхний участок стойки несущей конструкции;
- на фиг. 6 подробно показан вид снизу бачка, относящегося к устройству подвесного унитаза;
- на фиг. 7 подробно показано соединение стойки согласно фиг. 5 и бачка согласно фиг. 6;
- на фиг. 8 показан частичный схематичный вид сбоку чаши, скрепленной с несущей конструкцией;
- на фиг. 9 в аксонометрии показан вид спереди нижней части несущей конструкции согласно другому варианту осуществления;
- на фиг. 10 в аксонометрии показан вид сзади нижней части несущей
конструкции.
На фиг. 1 показано устройство подвесного унитаза, а также несущая конструкция указанного устройства.
Устройство включает в себя чашу 1 унитаза, в частности керамическую, имеющую заднюю стенку 2 с задней стороной, которая может быть практически плоской. Устройство также включает в себя сливной бачок 3.
Подводящая воду труба 4 обеспечивает сообщение бачка 3 с впускным отверстием, предусмотренным в задней стенке 2 чаши 1. Подводящая воду труба 4 имеет по существу вертикальную входную часть 4а, колено 4b, и по существу горизонтальную и направленную вперед выходную часть 4 с.
Кроме того, сливная труба 5 соединена с выпускным отверстием, предусмотренным в задней стенке 2 чаши 1. Сливная труба 5 имеет по существу горизонтальную и направленную назад входную часть 5а, колено 5b, и по существу вертикальную выходную часть 5с.
Несущая конструкция 10 устройства включает в себя две по существу вертикальные стойки 11. Указанная несущая конструкция определяет среднюю плоскость Р.
Две стойки 11 соединены перекладиной 12, размещенной между подводящей воду трубой 4 и сливной трубой 5, то есть, между выходной частью 4 с подводящей воду трубы 4 и входной частью 5а сливной трубы 5. В перекладине 12 выполнены по меньшей мере два отверстия 13, в которые вставляют резьбовые стержни 6 и вводят их в контакт с чашей 1, для крепления чаши 1 к стене, обычно к стене здания.
В представленном варианте осуществления каждая из стоек 11 выполнена из двух соединенных в раструб участков, а именно из нижнего участка 14 и из верхнего участка 15.
Нижний участок 14 содержит по существу вертикальный нижний канал 16, который вмещает обычно металлическую ножку 17 крепления к полу, выступающую из нижнего конца стойки 11. Может быть предусмотрена возможность регулировки по высоте положения несущей конструкции 10 относительно пола посредством вертикального скользящего перемещения ножки 17 в канале 16. Кроме того, может быть предусмотрено устройство блокировки в требуемом положении. Например, такой зажимной элемент, как винт 18, вставляемый сбоку в предусмотренное в нижнем участке 14 стойки отверстие 19, и предназначенный для удержания ножки 17 в заданном положении.
Верхний конец нижнего участка 14 расположен над перекладиной 12 согласно фиг. 3. Верхняя часть нижнего участка 14 содержит выступ 20, проходящий вертикально от горизонтальной стенки 21.
Верхний участок 15 также содержит по существу вертикальный нижний канал 23. Верхний участок 15 скреплен с нижним участком 14, при этом выступ 20 вставлен в канал 23 верхнего участка 15, а нижний край верхнего участка 15 упирается в горизонтальную стенку 21 нижнего участка 14.
Предпочтительно нижний участок 14 и верхний участок 15 имеют по существу одинаковые поперечные сечения, например, по существу прямоугольные. Таким образом, в скрепленном состоянии каждая стойка 11 имеет вид непрерывной штанги, например, прямоугольного сечения.
Верхний участок 15, размещенный над перекладиной 12, служит опорой для бачка 3. Для этого, как показано на фиг. 5, верхний конец верхнего участка 15 может иметь выступ 24, проходящий вертикально от горизонтальной стенки 25.
Как показано на фиг. 6, бачок 3 может дополнительно содержать открытые снизу боковые каналы 7, каждый из которых предназначен для вмещения выступа 24 верхнего участка 15 соответствующей стойки 11 (см. фиг. 7). Каналы 7 могут иметь вертикальные ребра 8, выступающие внутрь и взаимодействующие с наружными боковыми поверхностями выступа 20, для улучшения установки в заданное положение и центрирования стоек 11 относительно бачка 3, а также для обеспечения надежного крепления. Конечно, указанный вариант осуществления не является ограничительным и для выполнения той же самой функции могут быть предусмотрены другие соответствующие средства.
Таким образом, согласно изобретению бачок 3 может быть просто надет на стойки 11, следовательно, окончательно соединен с несущей конструкцией 10.
Несущая конструкция 10 дополнительно содержит опорную деталь 30. Опорная деталь 30 размещена под перекладиной 12 на расстоянии от нее и соединяет обе стойки 11. Опорная деталь 30 предназначена для обеспечения опоры для нижней части чаши 1 под сливной трубой 5. То есть, нижняя часть задней стенки 2 чаши 1 опирается на опорную деталь 30.
Согласно настоящему изобретению опорная деталь 30, перекладина 12 и по меньшей мере нижние участки 14 стоек 11 выполнены за одно целое из композитного материала, содержащего армированную упрочняющими волокнами пластмассовую матрицу. Указанные компоненты формируют полностью плоскую деталь, или параллельное средней плоскости Р основание 40, как показано на фиг. 3. Например, размеры основания могут быть следующими: высота около 45 см, ширина около 35 см, толщина в пределах 4-5 см, например, около 45 мм.
Верхние участки 15 стоек 11 также могут быть выполнены из композитного материала, содержащего армированную упрочняющими волокнами пластмассовую матрицу.
Матрица из композитного материала может быть выполнена из ПБТ (полибутилентерефталат), ПЭТ (полиэтилентерефталат), ПА 6 или ПА 6,6 (полиамид 6 или 6,6) и ПП (полипропилен). Упрочняющие волокна могут содержать стеклянные волокна в пропорции от 50 до 70%, например, порядка 60%. Высокое содержание волокон позволяет придать композитному материалу достаточную для предусматриваемого применения механическую прочность. То есть, необходимо, чтобы модуль упругости был выше 5 ГПа при нормальных значениях температуры и влажности (23°, отн. вл. 50%). Для ограничения толщины деталей и обеспечения их требуемой прочности на панели 40 и на верхних участках 15 стоек 11 могут быть предусмотрены ребра 41 жесткости.
Как показано на фиг. 3 и 4, опорная деталь 30 с одной стороны содержит нижнюю стенку 31, соединяющую обе стойки 11. Указанная нижняя стенка 31 имеет по существу прямоугольную форму, нижний край 32 которой формирует нижний край несущей конструкции 30. С другой стороны опорная деталь 30 включает в себя две по существу треугольные верхние боковые полки 33, каждая из которых размещена в углу между указанной нижней стенкой 31 и стойкой 11. То есть, опорная деталь 30 имеет по существу прямоугольную форму, в которой выполнен V-образный вырез 34, вершина которого закруглена и направлена вниз. Вырез 34 позволяет пропустить через него верхнюю часть 5 а сливной трубы 5.
Основание 40 может содержать верхний поддерживающий элемент 44 для подводящей воду трубы 4, предпочтительно выполненный за одно целое с остальной частью основания 40. В представленном варианте осуществления верхний поддерживающий элемент 44 имеет форму двух лапок 42, выступающих из перекладины 12 кверху и образующих между собой открытое кверху и имеющее полукруглый контур пространство 43, которое может вместить нижнюю часть 4 с подводящей воду трубы 4.
Кроме того, основание 40 может содержать нижний поддерживающий элемент 45 для сливной трубы, предпочтительно выполненный за одно целое с остальной частью основания 40. В указанном варианте осуществления нижний поддерживающий элемент 45 имеет форму пластинки, которая содержит незамкнутое снизу отверстие 46 с полукруглым контуром. Отверстие 46 может вместить верхнюю часть 5а сливной трубы 5. Как показано на фиг. 1 и 2, с одной и с другой стороны от отверстия 46 сформированы лапки 47, нижние свободные концы которых содержат крепежные средства 48 хомута 49 для зажатия сливной трубы 5 между указанным нижним поддерживающим элементом 45 и хомутом 49.
Как показано на фиг. 8, во время использования унитаза на чашу 1 действует сила F, причем сила F направлена вниз и приложена на расстоянии от несущей конструкции 10. При этом со стороны верхней части 1а чаши на перекладину 12 действует растягивающая сила F1, а со стороны нижней части 1b чаши на опорную деталь 30 действует сжимающая сила F2.
В указанном варианте осуществления в несущей конструкции 10 стойки И соединены между собой только перекладиной 12 и опорной деталью 30. Какая-либо другая соединительная деталь отсутствует. В частности, несущая конструкция не содержит какого-либо элемента жесткости, размещенного над перекладиной. Такие элементы жесткости были бы лишними благодаря сопротивлению используемого материала и общей структуры несущей конструкции. Отсутствие элементов жесткости обеспечивает простоту структуры и установки несущей конструкции, а также уменьшение ее веса.
На фиг. 9 и 10 показан другой вариант осуществления изобретения.
В указанном варианте осуществления ножки 17 выполнены из композитного материала, содержащего армированную упрочняющими волокнами пластмассовую матрицу. Указанные ножки могут дополнительно иметь одно или несколько ребер 50 жесткости, например, по существу вертикальное и перпендикулярное к средней плоскости Р ребро 50.
Каждая ножка 17 включает в себя по существу вертикальный столбик 51, вставленный в нижний участок 14 соответствующей стойки 11 и практически горизонтальное основание 52 ножки.
Столбик 51 имеет, например, форму параллелепипеда, имеющего две противоположные стороны 51а, перпендикулярные к средней плоскости Р, одну заднюю сторону 51b, параллельную средней плоскости Р. Согласно фиг. 9 столбик 51 может не иметь передней стороны.
Основание 52 ножки вытянуто предпочтительно назад, то есть в сторону, противоположную чаше 1. В основании 52 ножки выполнена выемка 53, предназначенная для вмещения крепежного элемента основания 52 ножки к полу. Выемка 53 выполнена сквозной в вертикальном направлении и выходит на свободный конец основания ножки, то есть она не имеет замкнутого контура. Для обеспечения надежного крепления основания 52 ножки к полу посредством резьбового стержня может быть предусмотрена шайба.
Чтобы обеспечить регулировку по высоте положения чаши 1 в зависимости от требований, необходимо отрегулировать положение по высоте несущей конструкции 10 относительно пола.
Для этого ножки 17 могут иметь прорезь 54, выполненную в передней стороне 5lb столбика 51. К тому же к нижнему участку 14 каждой стойки 11 прикреплена пластина 55 параллельно средней плоскости Р, предпочтительно с передней стороны и с задней стороны. Пластина 55 содержит сквозное отверстие 56 в направлении, перпендикулярном к средней плоскости Р, в которое входит резьбовой стержень 57. Стержень также входит в прорезь 54. Может быть предусмотрено, чтобы, например, с передней стороны пластинка относилась к соответствующей стойке 11, а с задней стороны пластина 55 являлась деталью, отдельной от стойки 11, и была прикреплена к ней.
При перемещении в прорези 54 стержень 57 позволяет одновременно обеспечивать вертикальное скольжение ножки 17 в заданном направлении в нижнем участке 14 стойки 11 и блокировать ножку 17 в требуемом положении после выполнения регулировки по высоте. Действительно, приведенный в движение стержень 17 позволяет осуществить зажатие пластин 55 вокруг ножки 17 и, таким образом, блокировать ее относительно стойки 11. Применение пластин 55 позволяет распределить усилия зажатия и значительно снижает риск повреждения ножек 17. Такое повреждение ножек, в частности вследствие точечного зажатия ножки, является довольно существенным, поскольку ножка 17 изготовлена не из металла, а из пластмассы.
В представленном варианте осуществления регулировка выполняется дискретно и для этого ножка 17 имеет ряд отметок, показанных на фиг. 10. Тем не менее, указанный вариант осуществления не является ограничительным и может быть предусмотрена непрерывная регулировка.
Следует отметить, что в отличие от варианта осуществления, описанного со ссылкой на фиг. 1-4, сборка, регулировка и блокировка ножек 17 на стойках 11 осуществляется перпендикулярно к средней плоскости Р, а не параллельно средней плоскости Р. Это является преимуществом с точки зрения легкого доступа для установки и регулировки, а также в с точки зрения безопасности сборки.
Таким образом, изобретением предложена несущая конструкция 10, обладающая многочисленными преимуществами по сравнению с известным уровнем техники:
- меньший вес без ухудшения прочности системы;
- упрощение установки;
- объединение компонентов, которые ранее имели форму вставных деталей (в частности, нижний и верхний поддерживающие элементы);
- простота и надежность установки сливного бачка;
- максимальное сокращение числа подверженных коррозии металлических деталей. Конечно, настоящее изобретение не ограничивается предсталвенными вариантами
осуществления, описанными выше в качестве примеров, но включает все технические эквиваленты и варианты описанных средств так же, как и их комбинаций.