Декоративный светящийся фонтан
DECORATIVE LUMINOUS FOUNTAIN

Изобретение относится к гидротехническим устройствам, а именно декоративным светящимся фонтанам, в которых изменяется характер струи воды и ее освещение.
Из уровня техники известно изобретение, которое реализует изменение формы водяной завесы посредством установки магнитов и взаимодействует с освещением для представления зрителям изменяемых визуальных эффектов; сращенное кольцевое сопло может изменять размер кольцевого сопла в зависимости от ситуации, что повышает гибкость кольцевого сопла. Установка предохранительного клапана позволяет избежать высокого давления воды в кольцевом сопле и обеспечивает нормальную работу кольцевого сопла (CN 107816622 A, 16.11.2018).
Из уровня техники известен фонтан, характеризующийся тем, что содержит стол с закрепленными на нем корпусом, шаговым двигателем и электромагнитами, при этом на корпусе установлены ввод воды с электромагнитным клапаном, разбрызгивающая головка и контактные разъемы, а внутри корпуса размещены система пляски струй, закрепленная на шаговом двигателе, изолирующая пластина с контактами, приемниками и магнитом, установленная в нижней части системы пляски струй, пластина и диск с контактами, конусными гайками и герконом, размещенные на электромагнитах (RU 2507011 C1, 20.02.2014).
Из уровня техники известен динамический фонтан, включающий в себя соединенные между собой систему забора и подачи воды из резервуара, водяные насосы и рабочее поле фонтана с насадками, образующими геометрию фонтана, а также систему электропитания, систему управления работой фонтана, отличающийся тем, что перед некоторыми насадками или группой насадок установлены электроклапаны, а система забора и подачи воды состоит из труб, герметично соединенных между собой с помощью разборных соединений, причем рабочее поле фонтана представляет собой фигуру правильной геометрической формы, а насадки расположены по периметру этой фигуры, а также компактными и линейными группами внутри нее (RU 61598 U1, 25.04.2018).
Из уровня техники известно изобретение в котором пол, образованный большим количеством электромагнитов, которые устанавливают магнитные полюса вверх, установленный в по существу близком состоянии к основному корпусу фонтанного устройства, снабжен постоянным магнитом, который индивидуально расположен напротив каждого из магнитных полюсов электромагнита внизу, и выдает управляющий сигнал для установки магнитных полюсов электромагнита, соответствующих траектории движения основного корпуса фонтанного устройства, соединяющей начальное положение и целевое положение перемещения основного корпуса фонтанного устройства с мобильным фонтанным устройством, отличающийся тем, что он содержит управляющее устройство, которое выводит по меньшей мере один из управляющих сигналов, последовательно понижающих действие всасывания из начального положения в положение движущейся цели и управляющий сигнал, который последовательно переводит магнитный полюс электромагнита в состояние отталкивания посредством электромагнитного отталкивания из начального положения в положение движущейся цели (JPH 06126225 A, 10.05.1994).
Недостатком аналогов и прототипа является наличие силы трения между составными частями устройства, низкое быстродействие, большое количество сигналов управления, сложность синхронизации с работой освещения.
Технической проблемой, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание декоративного светящегося фонтана, не имеющего перечисленных недостатков известного уровня техники.
Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение синхронизации движения водной струи и источника освещения.
Технический результат достигается тем, что декоративный светящийся фонтан, характеризующийся тем, что содержит форсунки, размещенные на гибком упругом основании, в верхней части которого закреплены магнитные или ферромагнитные элементы, выполненные с возможностью взаимодействия посредством магнитного поля в двух перпендикулярных направлениях с двумя электромагнитами, расположенными в перпендикулярных плоскостях и обеспечивающими отклонение форсунок в их сторону за счет сил притяжения, возникающих между магнитными или ферромагнитными элементами и электромагнитами, светодиодный RGB прожектор для освещения водной струи, выполненный с возможностью формирования коротких световых импульсов различных цветов, и устройство управления, состоящее из микроконтроллера и шести электрических ключей, обеспечивающее посредством широтно-импульсной модуляции (PWM) или амплитудной модуляции синхронизацию включения электромагнитов и светодиодного RGB прожектора с возможностью получения различных комбинаций частоты, длительности, амплитуды и фазового сдвига между импульсами включения электромагнитов и освещения, при этом форсунка выполнена с возможностью отклонения до точки равновесия между силой притяжения электромагнитов и силой упругости гибкого упругого основания, величина которого регулируется посредством изменения силы магнитного поля электромагнита, и с возможностью отклонения после выключения электромагнитов в сторону положения начального равновесия под действием силы упругости гибкого упругого основания, достигнув которого отклонение от положения равновесия продолжается по инерции в противоположную сторону на величину амплитуды колебаний.
Кроме того, гибкое упругое основание изготавливают из резины или пластика, или пружинной стали.
Кроме того, электрические ключи выполнены в виде транзисторов или симисторов.
Заявленное изобретение поясняется чертежами, где:
На фиг.1 - вид сбоку фонтана.
На фиг.2 - вид сверху фонтана.
На фиг.3 - структурная схема устройства управления фонтана.
Декоративный светящийся фонтан, представленный на фиг.1, и фиг.2, содержит форсунки 1, размещенные на гибком упругом основании 3, которое может быть выполнено из резины, пластика, пружинной стали. В верхней части упомянутого основания 3 закреплены магнитные или ферромагнитные элементы 9, выполненные с возможностью взаимодействия посредством магнитного поля в двух перпендикулярных направлениях с двумя электромагнитами 10, расположенными в перпендикулярных плоскостях и обеспечивающими отклонение форсунок 1 в их сторону за счет сил притяжения, возникающих между магнитными или ферромагнитными элементами 9 и электромагнитами 10. Также фонтан содержит светодиодный RGB прожектор 8 для освещения водной струи 7, выполненный с возможностью формирования коротких световых импульсов различных цветов, и устройство управления (фиг.3), состоящее из микроконтроллера и 6 электрических ключей, обеспечивающее посредством широтно-импульсной модуляции (PWM) или амплитудной модуляции синхронизацию включения электромагнитов 10 и светодиодного RGB прожектора 8 с возможностью получения различных комбинаций частоты, длительности, амплитуды и фазового сдвига между импульсами включения электромагнитов и освещения. Форсунка 1 выполнена с возможностью отклонения до точки равновесия между силой притяжения электромагнитов 10 и силой упругости гибкого упругого основания 3, величина которого регулируется посредством изменения силы магнитного поля электромагнита, и с возможностью отклонения после выключения электромагнитов 10 в сторону положения начального равновесия под действием силы упругости гибкого упругого основания 3, достигнув которого отклонение от положения равновесия продолжается по инерции в противоположную сторону на величину амплитуды колебаний.
Вода подается в форсунку 1 через шланг или трубопровод 4 от размещенного в резервуаре с водой 6 (чаше фонтана) насоса 5. При этом подача воды может осуществляться в форсунку 1 напрямую либо через упругое основание 3. Струя воды 7 создается за счет движения воды по стрелке 12, приведенной на фиг.1, в форсунке 1 под действием давления, создаваемого насосом 5. Изменение направления движения струи воды 7 происходит за счет отклонения форсунки 1 от начального положения, осуществляемого с помощью двух электромагнитов 10, взаимодействующих с магнитными или ферромагнитными элементами 9 посредством магнитного поля в двух перпендикулярных направлениях. Для освещения водной струи используется светодиодный RGB прожектор (8), способный формировать короткие световые импульсы различных цветов (RGB (аббревиатура английских слов Red, Green, Blue - красный, зеленый, синий) - цветовая модель, описывающая способ синтеза цвета для цветовоспроизведения). Включение электромагнитов 10 и освещения осуществляется общим устройством управления, обеспечивающим синхронизацию включения электромагнитов 10 и освещения.
Устройство управления, схема которого приведена на фиг.3, состоит из микроконтроллера 13 и 6 электрических ключей (транзисторов или симисторов).  Микроконтроллер осуществляет управление работой фонтана по заданной программе, обеспечивая синхронную работу RGB-прожектора 8, электромагнитов 10 и насоса 5 с помощью электрических ключей. Сигналы PWM1-PWM6 предназначены для управления электрическими ключами, коммутирующими цепи питания к RGB-прожектору 8, электромагнитам и насосу. Управление осуществляется с помощью ШИМ-модуляции или амплитудной модуляции.
Масса груза М 2 или коэффициент упругости основания 3 выбирается таким образом, чтобы частота собственных колебаний системы (резонансная частота) была близка к частоте включения электромагнитов 10, расположенных в перпендикулярных плоскостях. Это позволяет достичь максимальных отклонений форсунки 1 от положения начального равновесия, используя явление механического резонанса. При включении двух электромагнитов 10 происходит отклонение форсунки 1 в их сторону за счет сил притяжения, возникающих между магнитными (ферромагнитными) элементами 9 и электромагнитами 10. Отклонение происходит до точки равновесия между силой притяжения магнитов и силой упругости гибкого упругого основания. Величину отклонения (амплитуду колебаний) можно регулировать, меняя силу магнитного поля электромагнитов 10 с помощью изменения параметров управляющих воздействий. После выключения электромагнитов 10 форсунка 1 начинает двигаться по указанному на фиг.1, фиг.2 направлению 11 в сторону положения начального равновесия под действием силы упругости основания. Достигнув положения равновесия, форсунка 1 продолжает двигаться по направлению 11 дальше по инерции и отклоняется от положения равновесия в противоположную сторону на величину амплитуды колебаний. Повторное включение электромагнитов 10 приводит к повторению процесса, возникновению периодических колебаний форсунки 1.
Таким образом, заявленный декоративный светящийся фонтан обеспечивает синхронизацию движения водной струи и источника освещения.