УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ДУШЕВОЙ СТРУИ
SHOWER JET FORMING DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству формирования душевой струи с душевым диском, имеющим, по меньшей мере, одно отверстие душевого диска и ограничивающим жидкостную камеру со стороны выхода, и с элементом для выхода жидкости, расположенным на, по меньшей мере, одном отверстии душевого диска и подвижным в направлении аксиальной составляющей основного направления, который имеет подвижный корпус клапана с отверстием для выхода жидкости, выходящим из жидкостной камеры, открытым в разблокированном положении элемента для выхода жидкости и закрытым в заблокированном положении элемента для выхода жидкости.
При этом под аксиальной составляющей основного направления перемещения элемента для выхода жидкости нужно понимать, что составляющая этого перемещения в аксиальном направлении больше, чем в перпендикулярном к нему направлении. Аксиальное направление подвижного элемента для выхода жидкости может быть, в частности, параллельно продольной оси отверстия для выхода жидкости и/или направлению струи жидкости, выходящей из его отверстия для выхода жидкости, и/или аксиальному направлению душевого диска. При надлежащем применении устройства формирования душевой струи давление жидкости в жидкостной камере обеспечивает приведение подвижного корпуса клапана в его разблокированное положение и открывание отверстия для выхода жидкости, в то время как при безнапорном состоянии жидкостной камеры корпус клапана принимает свое заблокированное положение, и отверстие для выхода жидкости перекрывается. Такая конструкция позволяет в душе, оборудованном соответствующим образом, препятствовать нежелательному подтеканию после перекрывания подачи воды.
Устройство формирования душевой струи применимо, в частности, для душевой лейки сантехнического назначения, к которой через подвод подается жидкость, например, вода, попадающая в этом случае в жидкостную камеру и оттуда в одно или несколько отверстий для выхода жидкости и выходящая из него или из них с образованием душевой струи. Такие устройства, формирующие душевую струю, применяются, в частности, в сантехнических душевых лейках душевых устройств, например, душах на гибком шланге, верхних душах и боковых душах.
Уровень техники
Выложенная (неакцептованная) заявка ЕР 1700636 А2 раскрывает душевую лейку с устройством формирования душевой струи указанного в начале вида, в которой каждому отверстию душевого диска поставлен в соответствие элемент клапана в форме выпуклого участка мембраны, имеющего, по меньшей мере, один разрез, выполненного с возможностью перемещения в аксиальном направлении и отгибания посредством соответствующего напора воды, вследствие чего получается выходное отверстие для воды, запираемое в безнапорном состоянии.
Раскрытие изобретения
В основе изобретения лежит техническая проблема создания такого устройства формирования душевой струи указанного в начале вида, которое улучшено по сравнению с разъясненным выше уровнем техники и надежно предотвращает, в частности, нежелательное подтекание, относительно просто в изготовлении и надежно в эксплуатации и при этом имеет выходное сечение отверстия для выхода жидкости, по существу не зависящее от давления в жидкостной камере.
Изобретение решает эту проблему, предоставляя устройство формирования душевой струи с признаками пункта 1. Предпочтительные и выгодные варианты осуществления изобретения являются предметом остальных пунктов, текст которых в полном объеме настоящим включается в описание посредством ссылки на него.
В устройстве согласно изобретению для формирования душевой струи, которое может применяться, в частности, для душевой лейки сантехнического назначения, подвижный корпус клапана взаимодействует с неподвижным седлом клапана, которое, при нахождении элемента для выхода жидкости в разблокированном положении, открывает отверстие для выхода жидкости, а при заблокированном положении элемента для выхода жидкости - закрывает его. Устройство согласно изобретению для формирования душевой струи позволяет надежно предотвращать нежелательное подтекание, причем оно относительно просто в изготовлении и надежно в эксплуатации. Кроме того, выходное сечение отверстия для выхода жидкости по существу не зависит от давления жидкости в жидкостной камере.
Душевой диск может быть выполнен в виде единого целого или из нескольких конструктивных элементов, которые могут быть выполнены из разных материалов, в частности, из упругого материала и/или полимерного материала и/или металла. Таким образом, например, возможен душевой диск, содержащий резиновую пластину или резиновый коврик и диск из металла и/или из жесткого полимерного материала, в которых имеются сообщающиеся отверстия душевого диска, причем резиновая пластина или резиновый коврик прилегает с внутренней стороны жидкостной камеры к диску из металла или жесткого полимерного материала так, что сообщающиеся отверстия душевого диска резиновой пластины или резинового коврика и диск из металла и/или из жесткого полимерного материала направлены друг к другу. Возможность комбинаций материалов резиновой пластины или резинового коврика и диска из металла и/или из жесткого полимерного материала является преимуществом для большей свободы выполнения, в частности, для дизайна устройства формирования душевой струи. Возможно, например, выполнение отверстия душевого диска в виде раззенкованного отверстия. Геометрия зенковки раззенкованного отверстия способствует возможности принимать элемент для выхода жидкости, расположенный в отверстии душевого диска, и/или поддерживать и/или охватывать его.
Закрытие отверстия для выхода жидкости, которое предпочтительно выполнено в виде отверстия, закрытого со стороны боковой поверхности, может осуществляться посредством неподвижного седла клапана, в частности, за счет того, что подвижный корпус клапана в заблокированном положении прилегает к нему своим отверстием для выхода жидкости. При разблокированном положении корпуса клапана отверстие для выхода жидкости может, напротив, располагаться на расстоянии от неподвижного седла клапана и вследствие этого быть открытым. Элемент для выхода жидкости, или корпус его клапана, в соответствующих вариантах осуществления изобретения предназначен для того, чтобы принимать разблокированное положение, как только давление жидкости в жидкостной камере превысит заранее установленное предельное значение давления. Предварительно установленное предельное значение давления может составлять, например, от 0,2 бар до 0,35 бар, в частности от 0,24 бар до 0,26 бар. До тех пор, пока предельное значение давления не достигнуто, отверстие для выхода жидкости остается перекрытым.
Предпочтительно предусмотрена возможность подпружинивания элемента для выхода жидкости, или подвижного корпуса клапана, в направлении заблокированного положения, например, посредством придания ему соответствующей формы, и его отжатия в разблокированное положение посредством давления жидкости в жидкостной камере. Если давление жидкости в жидкостной камере падает, например, ниже указанного предельного значения, элемент для выхода жидкости, или подвижный корпус клапана, автоматически возвращается в заблокированное положение.
В варианте осуществления изобретения жидкостная камера на стороне, противоположной душевому диску, ограничена промежуточной пластиной или пластиной корпуса, содержащей неподвижное седло клапана. Это позволяет сократить количество конструктивных элементов. В альтернативном варианте возможно укрепление неподвижного седла клапана как самостоятельного конструктивного элемента на промежуточной пластине или на пластине корпуса. Промежуточная пластина или пластина корпуса может при необходимости выполнять дополнительные функции, так, например, она может служить в качестве монтажной пластины для цельного или составного душевого диска.
В варианте осуществления изобретения подвижный корпус клапана в разблокированном положении прилегает к поверхности прилегания клапана душевого диска. Поверхность прилегания клапана душевого диска позволяет ограничивать перемещение подвижного корпуса клапана. Таким образом, например, задание разблокированного положения элемента для выхода жидкости возможно посредством поверхности прилегания клапана.
В варианте осуществления изобретения элемент для выхода жидкости, при открытом и/или закрытом отверстии для выхода жидкости, проходит сквозь отверстие душевого диска. Благодаря этому возможно, например, облегчение удаления отложений извести. Отверстие для выхода жидкости и/или подвижный корпус клапана предпочтительно выполнены из эластомера, в частности, из силикона, имеющего твердость по Шору от 50 до 70 единиц. Если отложения извести сужают или полностью затыкают отверстие для выхода жидкости, возможно их удаление по существу известным способом посредством того, что пользователь путем трения или аналогичным образом воздействует на отверстие для выхода жидкости с усилием, деформирующим последнее, вследствие чего отложения извести откалываются.
В варианте осуществления изобретения седло клапана имеет выступ седла клапана, который при закрытом отверстии для выхода жидкости входит в отверстие для выхода жидкости. Выступ седла клапана, входящий в отверстие для выхода жидкости, позволяет, например, предотвращать возникновение отложений извести, удаляя возможные отложения извести входящим выступом седла клапана при перемещении элемента для выхода жидкости между заблокированным положением и разблокированным положением. Кроме того, входящий выступ седла клапана может быть предпочтительным для взаимодействия подвижного корпуса клапана с неподвижным седлом клапана, в частности, для плотного запирания отверстия для выхода жидкости. Этому предпочтительно способствует сочленяемая контрформа выступа седла клапана, или неподвижного седла клапана, по отношению к форме отверстия для выхода жидкости или подвижного корпуса клапана.
В варианте осуществления изобретения отверстие для выхода жидкости имеет стабильную по размеру и/или цилиндрическую и/или коническую геометрию, независящую от давления жидкости. Стабильная по размеру геометрия отверстия для выхода жидкости, т.е. не зависящая от значений возникающего при эксплуатации давления жидкости, обеспечивает, например, независимость в очень высокой степени параметров создаваемой душевой струи при надлежащем использовании устройства формирования душевой струи от давления жидкости в жидкостной камере. Это связано с тем, что отверстие для выхода жидкости имеет всегда по существу постоянные площадь поперечного сечения и форму поперечного сечения.
В варианте осуществления изобретения отверстие для выхода жидкости выпускного отверстия образовано выходным соплом с продольной осью сопла, которая проходит параллельно локальной нормали к поверхности наружной стороны душевого диска. В случае вращательно-симметричных отверстий для выхода жидкости продольная ось сопла может представлять собой, например, ось вращения отверстия для выхода жидкости.
В варианте осуществления изобретения элемент для выхода жидкости имеет кольцеобразную мембрану из эластомера, которая окружает подвижный корпус клапана и поддерживает его. Кольцеобразная мембрана из эластомера прилегает, например, к душевому диску, так что элемент для выхода жидкости расположен в соответствующем отверстии душевого диска. Кольцеобразная мембрана из эластомера может упрощать или облегчать размещение элемента для выхода жидкости в отверстии душевого диска.
В варианте осуществления изобретения элемент для выхода жидкости выполнен цельным. Это позволяет достичь упрощения и экономии издержек, например, при производстве элемента для выхода жидкости и/или при сборке устройства формирования душевой струи.
В варианте осуществления изобретения душевой диск имеет несколько отверстий душевого диска и соответствующих им элементов для выхода жидкости. Кроме того, душевой диск содержит цельную пластину из эластомера, в которой выполнено несколько элементов для выхода жидкости. Например, возможно любое предусмотренное количество отверстий душевого диска от 10 до 200. Если элементы для выхода жидкости имеют кольцеобразные мембраны из эластомера, то предпочтительно формирование элементов для выхода жидкости с кольцеобразными мембранами из эластомера в пластине из эластомера. Нераздельное выполнение пластины из эластомера и элементов для выхода жидкости предпочтительно как для производства, так и для монтажа, поскольку достигается сокращение количества конструктивных элементов и упрощается обращение с ними. Душевой диск может иметь одну или несколько цельных пластин из эластомера, в каждой из которых выполнено по несколько элементов для выхода жидкости. Эти цельные пластины из эластомера могут отличаться, например, геометрической формой расположенных в них отверстий для выхода жидкости, вследствие чего устройство формирования душевой струи имеет области, которые могут производить разные душевые струи.
Краткое описание чертежей
Предпочтительные варианты исполнения изобретения представлены на чертежах и более подробно разъясняются ниже. При этом показаны:
Фиг. 1 - фрагмент вида в разрезе устройства формирования душевой струи, имеющего несколько элементов для выхода жидкости, находящихся в заблокированном положении и с плоскими седлами клапанов,
Фиг. 2 - вид в разрезе с Фиг.1 с элементами для выхода жидкости в разблокированном положении,
Фиг. 3 - фрагмент отдельного элемента для выхода жидкости с Фиг. 1,
Фиг. 4 - фрагмент отдельного элемента для выхода жидкости с Фиг. 2,
Фиг.5 - вид в разрезе, соответствующий Фиг. 1, для варианта с профилируемыми седлами клапанов,
Фиг. 6 - вид в разрезе, соответствующий Фиг. 2, для варианта с Фиг. 5,
Фиг. 7 - фрагмент вида в разрезе отдельного элемента для выхода жидкости с Фиг. 5, и
Фиг. 8 - фрагмент отдельного элемента для выхода жидкости с Фиг. 6.
Осуществление изобретения
Устройство формирования душевой струи, показанное на Фиг. 1-4, интегрировано в сантехническую душевую лейку, чтобы производить душевую струю воды, форма которой в значительной степени независима от давления подаваемой воды. Подаваемая к душевой лейке вода передается в жидкостную камеру 3, которая со стороны выхода ограничена душевым диском 1 устройства формирования душевой струи, здесь в качестве примера составным. В душевом диске 1 имеется некоторое количество, предпочтительно от 10 до 200, например, 30, отверстий 2 душевого диска, сквозь которые вода из жидкостной камеры 3 поступает наружу.
Составной душевой диск 1 включает в себя пластину 13 из эластомера, которая может быть выполнена, например, из силиконового материала, предпочтительно имеющего твердость по Шору от 50 до 70, например 60 единиц, и металлическую пластину 14, причем пластина 13 из эластомера прилегает к металлической пластине 14 со стороны жидкостной камеры. Далее, напротив душевого диска 1, ограничивая жидкостную камеру 3, расположена пластина 8 корпуса душевой лейки. При этом пластина 13 из эластомера своей внешней областью края удерживается между пластиной 8 корпуса и металлической пластиной 14, создавая уплотнение для жидкостной камеры 3.
В цельной пластине 13 из эластомера выполнено несколько кольцеобразных мембран 12 из эластомера, каждая из которых окружает по одному подвижному элементу 4 для выхода жидкости и поддерживает его. Таким образом, элемент 4 для выхода жидкости посредством кольцеобразной мембраны 12 из эластомера соединен с пластиной 13 из эластомера и удерживается на ней. Далее, показанная на Фиг. 1-4 пластина 13 из эластомера выполнена как единое целое с элементом 4 для выхода жидкости и с кольцеобразной мембраной 12 из эластомера. Кроме того, пластина 13 из эластомера приложена к металлической пластине 14 так, что на каждом отверстии 2 душевого диска расположен подвижный элемент 4 для выхода жидкости.
Каждый из элементов 4 для выхода жидкости имеет отверстие 5 для выхода жидкости, которое выходит из жидкостной камеры 3 и выполнено в виде выпускного сопла. Отверстие 5 для выхода жидкости, а точнее выпускное сопло, имеет на своей входной, из жидкостной камеры 3, стороне геометрию в форме усеченного конуса, к которой на выходной стороне примыкает круглая цилиндрическая геометрия, служащей в качестве конечного участка, в котором отверстие 5 для выхода жидкости сужено до выходного диаметра, обычно составляющего, например, величину в пределах от 0,6 мм до 1,2 мм, в частности от 0,85 мм до 0,95 мм. Отверстие 5 для выхода жидкости, или выпускное отверстие, при надлежащем использовании устройства формирования душевой струи, имеет геометрию, не зависящую от давления жидкости и сохраняющую стабильную форму. Ось симметрии отверстия 5 для выхода жидкости - это продольная ось 11 сопла, которая одновременно представляет собой аксиальную составляющую основного направления перемещения подвижного элемента 4 для выхода жидкости. Кроме того, продольная ось 11 сопла соответствует локальной нормали к поверхности наружной стороны душевого диска 1 в соответствующем месте.
Далее, элемент 4 для выхода жидкости имеет подвижный корпус 6 клапана, на котором расположено отверстие 5 для выхода жидкости, причем подвижный корпус 6 клапана представляет собой вращательно-симметричный элемент в виде тарельчатой пружины. Подвижный корпус 6 клапана отвечает за перемещение элемента 4 для выхода жидкости и тем самым также за перемещение отверстия 5 для выхода жидкости. В результате перемещения корпуса 6 клапана элемент 4 для выхода жидкости переключается между положением разблокирования отверстия 5 для выхода жидкости, и положением его блокирования, при этом подвижный корпус 6 клапана взаимодействует с неподвижным седлом 7 клапана. Причиной этого перемещения служит давление жидкости, устанавливающееся в жидкостной камере 3, которое создается подаваемой водой. Давление жидкости воздействует на подвижный корпус 6 клапана, и, как только оно превышает заданное предельное значение давления в жидкостной камере, составляющее от 0,2 бар до 0,35 бар, в частности от 0,24 бар до 0,26 бар, корпус 6 клапана и вместе элементом 4 для выхода жидкости, имеющий аксиальную составляющую своего основного направления, под действием давления перемещается из блокирующего положения в положение разблокирования, в котором корпус 6 клапана освобождает отверстие 5 для выхода жидкости. Если давление жидкости падает ниже заданного предельного значения, корпус 6 клапана автоматически перемещается в свое первоначальное положение, блокирующее отверстие 5 для выхода жидкости.
На Фиг. 1 показано блокирующее положение подвижного корпуса 6 клапана. В этом положении корпус 6 клапана взаимодействует с неподвижным седлом 7 клапана таким образом, что корпус 6 клапана прилегает к седлу 7 клапана или надавливает на него, вследствие чего седло 7 клапана герметично блокирует отверстие 5 для выхода жидкости. Вследствие плотного прилегания подвижного корпуса 6 клапана к неподвижному седлу 7 клапана вода не может выходить из жидкостной камеры 3 через отверстие 5 для выхода жидкости, тем самым душевая лейка защищена от подтекания.
Неподвижное седло 7 клапана, показанное на Фиг. 1-4, выполнено как единое целое с пластиной 8 корпуса душевой лейки и имеет плоскую опорную поверхность, к которой прилегает подвижный корпус 6 клапана. Для этого неподвижное седло 7 клапана образовано плоским выступом 15 пластины 8 корпуса. При этом расстояние между душевым диском 1 и пластиной 8 корпуса без учета плато 15 предпочтительно составляет по меньшей мере 2 мм. Это расстояние может обозначаться как высота жидкостной камеры 3.
Кроме того, на Фиг. 1 видно, что отверстие 5 для выхода жидкости при заблокированном положении подвижного корпуса 6 клапана проходит сквозь отверстие 2 душевого диска и имеет на выходной стороне часть, выступающую относительно металлической пластины 14. Эта выступающая часть отверстия 5 для выхода жидкости может иметь размер, например, в пределах от 1 мм до 3 мм, например, составляющий приблизительно 2 мм. В разблокированном положении подвижного корпуса 6 клапана, которое представлено на Фиг. 2, размер выступающей части предпочтительно составляет от 3 мм до 7 мм, например, приблизительно 5 мм. Таким образом, вследствие перемещения корпуса 6 клапана, управляемого посредством давления жидкости в жидкостной камере 3, отверстие 5 для выхода жидкости выполняет возвратно-поступательное движение с длиной хода в аксиальном направлении предпочтительно от 2 мм до 5 мм, например, приблизительно 3 мм.
В показанном примере соответствующий элемент 4 для выхода жидкости, или его корпус 6 клапана, имеет форму с одним устойчивым положением, т.е. такую форму, при которой элемент 4 для выхода жидкости, или его корпус 6 клапана, имеет ровно одно стабильное положение, которое в этом случае задано заблокированным положением в соответствии с Фиг. 1. Из него элемент 4 для выхода жидкости, или его корпус 6 клапана, при определенном давлении жидкости в жидкостной камере перемещается вперед на длину хода в разблокированное положение согласно Фиг. 2, если и как только давление жидкости превышает соответствующее предельное значение давления, составляющее, например, от 0,25 бар до 0,35 бар. В разблокированном положении корпус 6 клапана больше не прилегает к неподвижному седлу 7 клапана, и вода имеет возможность через соответствующее отверстие 5 для выхода жидкости выходить из жидкостной камеры 3, чтобы образовать требуемую душевую струю. Если давление жидкости снова опускается ниже предельного значения или падает до нуля, например, в случае прекращения подачи воды, то элемент 4 для выхода жидкости, или его корпус 6 клапана, автоматически возвращается упругим обратным усилием в заблокированное положение, что позволяет надежно избегать подтекания воды из отверстия 5 для выхода жидкости.
На Фиг. 3 и 4 представлен в увеличенном виде один из элементов 4 для выхода жидкости и окружающая его область в заблокированном положении и, соответственно, в разблокированном положении. Как более четко видно из этих фигур, отверстие 2 душевого диска, в котором расположен показанный элемент 4 для выхода жидкости, в этом примере выполнено в виде раззенкованного отверстия в металлической пластине 14, причем зенковка имеет такую геометрию, в частности, такую поверхность 9 прилегания клапана, которая поддерживает подвижный корпус 6 клапана в разблокированном положении и ограничивает его перемещение. Чтобы не повреждать подвижный корпус 6 клапана, зенковка раззенкованного отверстия предпочтительно имеет такую форму, в которой отсутствуют острые углы.
На Фиг. 5-8 показан вариант исполнения устройства формирования душевой струи с Фиг. 1-4, причем для лучшего понимания для идентичных и функционально эквивалентных элементов использованы те же самые обозначения, и в этом отношении также может быть сделана ссылка на вышеприведенные рассуждения, относящиеся к варианту осуществления с Фиг. 1-4, так что ниже рассматриваются по существу только имеющиеся отличия, которые в данном случае состоят, в частности, в конструкции неподвижного седла 7 клапана.
При варианте с Фиг. 5-8 неподвижное седло 7 клапана имеет выступ 10 седла клапана, который при закрытом отверстии 5 для выхода жидкости входит внутрь отверстия 5 для выхода жидкости, а при открытом отверстии 5 для выхода жидкости не входит внутрь отверстия 5 для выхода жидкости. Благодаря этому имеется возможность противодействовать отложениям извести в отверстии 5 для выхода жидкости, отделяя их от отверстия 5 для выхода жидкости посредством выступа 10 седла клапана, когда элемент 4 для выхода жидкости перемещается между разблокированным положением и заблокированным положением.
Кроме того, при варианте с Фиг. 5-8 неподвижное седло 7 клапана имеет форму, которая адаптирована к форме подвижного корпуса 6 клапана. Для этого в неподвижном седле 7 клапана имеется кольцеобразное углубление, или выемка, с контрформой по отношению к форме подвижного корпуса 6 клапана, прилегающего к седлу в заблокированном положении. Это увеличивает контактную поверхность между подвижным корпусом 6 клапана и неподвижным седлом 7 клапана в заблокированном положении, по сравнению с плоской опорной поверхностью при варианте с Фиг. 1-4, и способствует центровке положения корпуса 6 клапана, в заблокированном положении надавливающего на седло 7 клапана. Эта увеличенная контактная поверхность и центрируемое положение корпуса 6 клапана предпочтительно способствуют надежному уплотнению отверстия 5 для выхода жидкости.
В не показанном варианте согласно изобретению устройства формирования душевой струи неподвижное седло 7 клапана выполнено в форме пробки, предпочтительно имеющей форму усеченного конуса, которая закрывает отверстие 5 для выхода жидкости в заблокированном положении. При этом неподвижное седло 7 клапана в форме пробки входит в отверстие 5 для выхода жидкости.
В не показанном варианте согласно изобретению устройства формирования душевой струи промежуточная пластина, вместо показанной пластины 8 корпуса, содержит неподвижное седло клапана. Эта промежуточная пластина предпочтительно интегрирована в душевую лейку и действует в качестве ограничителя жидкостной камеры на стороне, находящейся напротив душевого диска.
Как демонстрируют показанные и разъясненные выше варианты осуществления, изобретение предоставляет устройство формирования душевой струи, которое надежно предотвращает нежелательное подтекание, относительно просто в изготовлении и безопасно в эксплуатации. Кроме того, выходное сечение отверстия для выхода жидкости в значительной степени свободно от влияний давления жидкости в жидкостной камере. Использование изобретения возможно, в частности, в сантехническом оборудовании, но также и в других областях применения, в которых существует потребность в получении душевой струи, надежной в эксплуатации и защищенной от подтекания.