РАКОВИНА

Полезная модель относится к строительству, а именно к санитарно-техническому оборудованию для комнат с повышенным влагосодержанием и может быть использовано для ванных комнат. В частности, полезная модель касается конструкции развитых по площади столешницы раковин, выполненных керамическими, фаянсовыми или из полимерного материала и устанавливаемыми сверху на стенки тумбы или на кронштейны опоры.
Известен умывальник, содержащий корпус, имеющий горизонтальную поверхность корпус, отформованные в нем раковину и сливное отверстие, причем нижняя часть рабочей поверхности раковины представляет собой фрагмент поверхности второго порядка (RU №32676, А47К 4/00, опубл. 2003.09.27).
Недостаток данного умывальника заключается в том, что форма рабочей поверхности раковины выполнена по традиционной схеме, то есть повторяет часть поверхности второго порядка. При таком исполнении раковины существенным является соблюдение технологии формования тонкостенной раковины и нанесения на нее изолирующего покрытия для обеспечения ее долговечности. При этом, так как раковина выполняется из хрупкого материала, то для обеспечения ее пространственной жесткости и исключения изломов структуры и растрескиваний покрытия, приходится оптимизировать толщину стенок раковины, материал и ее габариты. Как правило, для раковин используются легкоплавкие и тугоплавкие глины различного состава и цвета. Схема приготовления масс сравнительно простая. Исходные материалы измельчают (глина должна содержать после измельчения частицы размером не более 0,5 мм, отощающие материалы - не более 3-4 мм), а затем смешивают в смесителях, куда подают воду (или пар) для получения заданной влажности массы. После обжига изделия имеют в изломе грубозернистую структуру (различимы зерна разного размера и состава). Для снижения водопроницаемости, улучшения внешнего вида изделия покрывают глазурью (стекловидное покрытие). При увеличении размеров раковины приходится
увеличивать толщину стенок с тем, чтобы обеспечить равнопрочность и исключить разломы при пространственной деформации (изгибность недопустима для таких изделий). Однако, в этом случае увеличивается вес умывальника, который может не соответствовать несущей способности кронштейнов (закрепленных в стене) или тумбы под умывальник.
При выполнении рабочей поверхности раковины в виде фрагмента второго порядка при стандартных габаритах умывальника прочность раковины определяется сопротивлением формы и связями самой структуры материала. Но при увеличении размеров рабочей поверхности раковины ее прочность перестает определяться связями структуры материала и такое изделие переходит а категорию хрупкого.
Поэтому согласно ГОСТ 30493-96 «ИЗДЕЛИЯ САНИТАРНЫЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ. Типы и основные размеры» бытовые керамические (фаянсовые) умывальники ограничены по габаритам (примерно (500-700)×(420-600) мм) при установленной толщине стенки не более 20 мм в местах установки выпуска. Сама стенка, естественно меньше 20 мм.
Однако, сегодняшнее производство мебели для ванных комнат в части развития тенденций расширения площадей и габаритов мебельных компонентов, в том числе и тумб под умывальники, показывает необходимость производства умывальников больших, чем принятые, габаритов, но при тех же условиях по толщине стенок и присоединительных мест установки выпуска. В связи с этим при сохранении общепринятой технологии производства керамических изделий для санитарно-гигиенических помещений (Статья «Характеристика и классификация керамических изделий», автор Французова И.Г., выложенная 21:03:2001 в Интернет в режиме он-лайн по адресу: www.pottery.ru, в разделе «Технология керамики» "Общая технология производства фарфоровых и фаянсовых изделий бытового назначения») появилась необходимость разработки новых принципов формирования пространственной формы раковины.
Настоящая полезная модель направлена на решение технической задачи по изменению рабочей поверхности раковины в умывальнике за счет
образования ее комбинированной в сочетании фрагментов внешней поверхности двух разных по форме объемных тел.
Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении прочностных качеств раковины с развитой рабочей поверхностью и увеличенными габаритами при ее изготовлении по известным технологиям и сохранении толщин стенок, равных толщинам стенок стандартных умывальников.
Указанный технический результат достигается тем, что в раковине включающей корпус с верхней поверхностью, в котором отформована рабочая поверхность в форме полого открытого сверху объема верхняя поверхность корпуса прямоугольной формы в плане выполнена ступенчатой с плоской прямой поверхностью каждой ступени, рабочая поверхность раковины представляет собой плоское дно, ограниченное цилиндрической стенкой, выполненной на первой ступени и образующая которой с ее наружной стороны перпендикулярна плоской поверхности ступеней верхней поверхности корпуса, а на второй ступени, поднятой над первой ступенью, плоское дно рабочей поверхности раковины ограничено боковой стенкой второй ступени, через которую плоские поверхности ступеней соединены между собой, сливное отверстие выполнено в плоском дне у боковой стенки второй ступени, а диаметр цилиндрической стенки выполнен больше ширины верхней поверхности корпуса.
При этом высота цилиндрической стенки ограничивающей плоское дно рабочей поверхности может быть выполнена больше высоты боковой стенки второй ступени.
А поверхность плоского дна расположена ниже уровня поверхности первой ступени верхней поверхности корпуса. Кроме того, диаметр плоского дна выполнен больше ширины поверхности первой ступени верхней поверхности корпуса.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг.1 - показан общий вид раковины.
Согласно настоящей полезной модели раковина (фиг.1) включает в себя корпус прямоугольной формы в плане с верхней поверхностью 1, выполненной ступенчатой в поперечном направлении, то есть в направлении от одной длинной стороны к другой длинной стороне, так что вторая ступень 2 связана с первой ступенью 3 через боковую стенку 4. Все ступени и боковая стенка выполнены в виде плоской прямой поверхности каждая.
В корпусе в центральной ее части образована рабочая поверхность раковины в форме полого открытого сверху объема. Конструктивно рабочая поверхность раковины представляет собой плоское дно 5, ограниченное цилиндрической стенкой 6, выполненной на первой ступени и образующая которой с ее наружной стороны перпендикулярна плоской поверхности ступеней 2 и 3 верхней поверхности корпуса.
А на второй ступени, поднятой над первой ступенью, плоское дно рабочей поверхности раковины ограничено боковой стенкой второй ступени, через которую плоские поверхности ступеней соединены между собой.
Сливное отверстие 7 выполнено в плоском дне у боковой стенки второй ступени, а диаметр цилиндрической стенки выполнен больше ширины верхней поверхности корпуса, так что часть рабочей поверхности выходит за ширину верхней поверхности корпуса.
Высота цилиндрической стенки, ограничивающей плоское дно рабочей поверхности, выполнена больше высоты боковой стенки второй ступени. Однако, эта высота может быть и меньше высоты боковой стенки второй ступени. Но в последнем случае, изгибная жесткость корпуса в целом существенно снижается.
Поверхность плоского дна может быть расположена ниже уровня поверхности первой ступени верхней поверхности корпуса.
Диаметр плоского дна может быть выполнен больше ширины поверхности первой ступени верхней поверхности корпуса.
Таким образом, настоящая полезная модель решает задачу повышения изгибной жесткости развитой по площади раковины за счет создания такой ее формы, которая образована пересечением плоскости с полым цилиндром, при этом образующая наружной поверхности цилиндра перпендикулярна плоской поверхности корпуса.
При таком исполнении поверхность раковины имеет две отдельные поверхности, каждая из которых описана фрагментом самостоятельного плоского или объемного тела. При этом одна поверхность сопряжена переходом с другой. Если обратиться к механике, то пространственная прочность даже такой тонкостенной объемной фигуры, выполненной из тонкого листочка бумаги, определяется размерами площадей ее стенок и положением этих стенок относительно друг друга. Например, изгибная жесткость плоского листочка ничтожна, он даже не может удержать свою форму в любом положении, кроме того, при котором он лежит на поверхности. Но если у этого листочка отогнуть краевые участки навстречу друг другу, то такой П-образной формы листочек можно поставить на какую-нибудь поверхность. Но если на него сверху положить предмет, то листочек потеряет пространственную прочность, форма распадется и предмет упадет, а листочек скомкается. Если листочек перегнуть в виде зигзага или гармошкой, то такой листочек может удержать предмет весом книги. В механике такое положение называется формоустойчивостью, то есть выполнением связей между сопрягаемыми элементами целого таким образом, что вектор нагрузки на один элемент целого в сторону его деформации этого элемента по направлению всегда будет не совпадать с аналогичным вектором, который действует на смежно расположенную другую часть этого целого. При суммировании таких векторов результирующий вектор нагрузки всегда будет либо меньше по величине, либо иметь направление, не совпадающее с требуемым направлением вектора, при котором происходит деформация элемента целого.
Примером таких взаимодействий является выполнение ребер жесткости на несущей конструкции, например, стенке. Влияние нагрузки на стенку, например, от направленного внешнего усилия (нагрузки) приводит к изменению формы стенки (пространственная деформация), что ощутимо при развитой площади этой поверхности этой стенки и небольшой ее толщине. Однако, вектор этого внешнего усилия, передаваемого на ребро жесткости, не совпадает с вектором усилия, при котором само ребро жесткости может деформироваться. Эти вектора взаимно перпендикулярны. В связи с этим внешнее усилие в зоне сопряжения стенки с ребром жесткости перераспределяется по направлению вдоль ребра и гасится им, препятствуя деформации стенки.
Что же касается новой поверхности раковины, то при сопряжении двух поверхностей разных геометрических тел происходит процесс перераспределения нагрузочных усилий. Например, усилия, действующие как нагрузочные на плоские поверхности корпуса, приводят к тому, что цилиндрическая поверхность ограждения рабочей поверхности выполняет функцию кольцевого ребра жесткости, препятствующего пространственной деформации плоских развитых поверхностей.
При таком техническом подходе возможно выполнение раковин с развитыми поверхностями при сохранении установленной толщины стенок и применении известных хорошо отработанных технологий изготовления керамических изделий из глины с последующим обжигом.
Данная раковина была изготовлена керамической по традиционной технологии. Шихтовый состав массы глинистого фаянса содержал до 70-75% беложгущейся глины, остальное приходится на кварцевые материалы. В шихтовый состав массы известкового фаянса помимо беложгущейся глины и кварцевых материалов было введено до 35% мела. После обжига и покрытия глазури были проведены испытания умывальника, имеющего внешние размеры 1000×600 мм при глубине раковины 150 мм. Результаты испытаний нового умывальника соответствуют результатам испытаний традиционных
раковин установленных габаритов, имеющих рабочую поверхность, повторяющую фрагмент либо сферы, либо эллипсоида.
Существенным для решения задачи пространственной жесткости тонкостенной конструкции является пространственное положение геометрических тел, поверхности которых фрагментарно определяют рабочую поверхность раковины.