ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ АКВАПАРК

Область техники, к которой относится пневматический аквапарк, - водные аттракционы. Полезная модель должна использоваться в индустрии отдыха и спорта.
Известные аналоги «пневматического аквапарка» можно разделить на две группы: водные горки с жесткой поверхностью спуска, выполненные из пластмассы, и водные горки с надувной поверхностью спуска.
К первой группе относятся крытые и открытые аквапарки. Одной из первых разработок в этой области была открытая водная горка, располагавшаяся на холме (пат. US 3923301, 1975 г.). Открытый жесткий желоб, по которому осуществляется спуск, вкопан прямо в землю и имеет заранее установленные параметры: длину, угол наклона и число поворотов. По желобу подается вода. На верху холма располагается стартовый пункт, внизу установлен бассейн. Известно похожее изобретение - пат. JP 4135590, 1992 г.. Оно отличается тем, что для использования в зимнее время открытый желоб накрывается специальной теплоизолирующей крышей. Другой вид водных горок описан в пат. US 4196900, 1980 г. Водный аттракцион располагается на ровной поверхности. Жесткий желоб поддерживают вертикальные опоры, имеющие разные высоты и создающие определенный уклон для горки. Человек, спускающийся по желобу, попадает в бассейн. От бассейна к стартовой точке горки ведет лестница. Такой вид горок сейчас наиболее распространен. Водный аттракцион может быть помещен под крышу и использован в холодное время года. Одним из недостатков таких видов горок является сложность монтажа их конструкций.
Ко второй группе относятся надувные водные горки для детей. Как правило, они имеют открытую надувную поверхность скольжения, надувные опоры и надувную лестницу. Например, пат. WO 2004073819, 2004 г. Такие аттракционы устанавливаются около бассейна. В другом пат. DE 3402305, 1985 описана горка, которая сложена из надувных колец, соединенных в цилиндрический туннель. Для изготовления трубы или плоской поверхности спуска внутрь надувной емкости вклеивают множество эластичных элементов, способствующих приданию нужной формы (по типу надувного матраца). Однако, создание таким способом больших горок затруднительно, так как число элементов, создающих форму, и точек
склеивания очень велико. Кроме того, такая конструкция поверхности спуска создает неровности на плоскости скольжения, которые начинают чувствоваться на больших скоростях.
Общими недостатками для указанных типов горок являются: большие затраты материалов на изготовления аттракционов, сложность или, в большинстве случаев, невозможность изменять конфигурацию горок. Кроме того, в патентах, рассмотренных выше, не указан способ быстрой доставки людей с финиша на старт. Описываются лишь способы восхождения пешком по лестнице или по склону горы. Нерешенность этого вопроса делает невозможным создания сверхдлинных водных горок. Для использования водных горок в холодное время необходимы дополнительные затраты на строительство павильона, который изолирует участников спуска от влияний низких температур. Такое сооружение обычно бывает огромных размеров, которые зависят от габаритов горок.
В качестве ближайшего аналога «пневматического аквапарка» выбран описанный выше патент под номером JP 4135590, 1992 г.
Полезная модель направлена на решение следующих задач:
1. Обеспечение снижения затрат на монтаж и изготовления элементов трубы водной горки с целью периодического изменения траектории спуска. Технический результат - легкости монтажа и изготовления элементов трубы водной горки.
2. Обеспечение возможности сооружения огромных водных горок с протяженностью, соответствующей длине горнолыжных трасс. Технический результат - построение водных горок значительной длины.
3. Обеспечение снижения затрат на строительство павильонов для закрытых аквапарков. Технический результат - малые затраты на строительство зданий для закрытых аквапарков.
4. Обеспечение загрузки подъемников и другой инфраструктуры горнолыжных комплексов во внесезонное время. Технический результат - загрузка подъемников и другой инфраструктуры горнолыжных комплексов во несезонное время
Для достижения указанных технических результатов предлагается следующее:
1) Для обеспечения снижения затрат и трудоемкости изготовления элементов трубы водной горки предлагается использование специальной надувной трубы,
состоящей из стандартных модулей разной формы. Надувная труба включает трубу скольжения, верхнюю и нижнюю надувные емкости. Последние предназначены для теплоизоляции трубы скольжения. Кроме того, нижняя емкость устраняет влияние неровностей грунта на плоскость скольжения. Отличием пневматического аквапарка от других надувных горок является упрощенная конструкция подержания нужной формы надувной поверхности спуска. В предложенной полезной модели отсутствуют многочисленные переборки, вклеенные во внутрь надувной емкости. Это достигается: Во-первых, тем, что цилиндрическая форма трубы скольжения поддерживается внутренним давлением воздуха. Внутри трубы скольжения осуществляется движения участников спуска. Получается, что спускающиеся люди находятся под давление, которое выше атмосферного. Величина давления выбрана такой, чтобы с одной стороны были созданы нормальные условия для участников спуска, а с другой присутствовала необходимая жесткость трубы. Во-вторых, тем, что верхние и нижние емкости выполнены раздельно, что позволяет избежать использования множества поддерживающих переборок между оболочками верхних и нижних емкостей и оболочкой трубы скольжения. Формы верхних и нижних надувных емкостей поддерживаются их внутренним давлением, которое ниже, чем давления в трубе скольжения. Такое соотношение давлений позволяет сохранять цилиндрическую форму трубы скольжения.
Оболочка надувной трубы изготовлена из легкого, гибкого, воздухонепроницаемого и прочного пластикового материала(например, ПВХ или подобного). Материал должен иметь как можно меньший коэффициент растяжения. Из такого материала можно легко формировать стандартные модули надувной трубы. Для этого из материала вырезается нужная выкройка, соответствующая задуманной форме трубы, и спаиваются в определенном порядке ее концы. При описанном выше способе поддержки формы трубы минимизируется количество элементов выкройки и длин участков спаивания. Таким образом, цилиндрическая труба скольжения состоит всего из одного цельного рукава пластикового материала. Нижняя емкость получается при припаивании прямоугольного листа пластикового материала к трубе скольжения всего по двум линиям. Верхняя емкость получается при припаивании прямоугольного листа пластикового материала к нижней емкости также по двум линиям.
Для изготовления стандартных модулей надувной трубы, форма которых отлична от цилиндрической, предлагается два способа. Первый заключается в преобразовании пластикового материала в нужную форму при помощи термического воздействия(например, в форму горизонтального поворота трубы). Второй, более трудоемкий, заключается в подготовке плоских выкроек и спаивании ее концов в нужную форму.
Для обеспечения снижения затрат и трудоемкости монтажа модулей надувной трубы предлагается:
а) Устанавливать модули надувной трубы непосредственно на грунт склона горы. В частности, возможно использование для опоры трубы специальных надувных блоков. Это позволит устранить резкие неровности склона или создать задуманную траекторию спуска. Такие блоки сделаны из того же материала, что и надувная труба. Возможность установки трубы непосредственно на грунт обеспечивает устойчивая форма нижней емкости надувной трубы и небольшое давление в ней. Такое давление заставляет нижнюю емкость принимать форму небольших неровностей склона, поэтому они не могут влиять на форму трубы скольжения. Предложенный способ установки отличает пневматический аквапарк от известных аналогов с жестким желобом спуска, для установки которых необходимо сооружать множественные опорные конструкции из металла.
б) Использовать специальные замки для быстрого соединения стандартных модулей. Замок состоит из двух пластиковых лент. Одна лента припаяна по всему периметру стыкующихся частей одного модуля. Другая лента припаяна ко второму модулю (он располагается по склону горы выше, чем первый модуль) с отступом приблизительно в 0,1 м от края стыкующихся частей. Стыкующиеся края лент имеют разную форму. Формы краев такие, что при соединении лент конец одной входит в конец другой и фиксируется там. Соединение лент получается герметичным и прочным. Отступ при припаивании ленты ко второму модулю делается с той целью, чтобы при стыковке края оболочки этого модуля внахлест заходили в края оболочки другого модуля. Это необходимо для того, что бы участники спуска не чувствовали стыков при быстром спуске. Такой способ соединения отличает пневматически аквапарк от известных аналогов с жестким желобом спуска, где для соединения элементов желоба используется большое число болтов. Стыки часто получаются неровными и чувствуются при спуске. Для устранения этих проблем приходится затрачивать много усилий и времени на
подгонку элементов желоба друг к другу. Аналоги с надувной поверхностью спуска делются вообще монолитными.
2) Для обеспечения возможности сооружения огромных водных горок с протяженностью, соответствующей длине горнолыжных трасс предлагается:
а) Использовать горнолыжные подъемники для доставки участников спуска с финиша к старту водных горок. Необходимость их применения обусловлена большой протяженностью трассы.
б) Использовать мало затратные и легко монтируемые элементы трубы спуска (описаны выше).
3) Для обеспечения снижения затрат на строительство крытых павильонов предлагается создание отдельных компактных зданий для стартовой и финишной площадок. Компактность достигается уменьшением высоты потолка сооружений, и выносом надувной трубы за пределы зданий, на открытый склон горы. Это является одной из характеристик отличающих пневматический аквапарк от стандартных крытых аквапарков, где все конструкции горок заключены под одну крышу и высота потолков определяется высотой самой высокой горки.
4) Само использование пневматического аквапарка в предложенном исполнении позволяет решить задачу обеспечения загрузки подъемников и другой инфраструктуры горнолыжных комплексов во внесезонное время.
Полезная модель поясняется графическими материалами. На фиг.1 изображен общий вид «пневматического аквапарка», совмещенного с горнолыжными подъемниками. На фиг.2 и фиг.3 представлены соответственно продольные разрезы финишного и стартового блока водной горки. На фиг.4 показан поперечный разрез надувной трубы, по которой осуществляется движение. На фиг.5 изображен элемент продольного разреза модулей надувной трубы в месте их стыковки.
«Пневматический аквапарк» (см. фиг.1) выполнен на склоне горнолыжного комплекса, снабженного системой стандартных подъемников 4. Для использования «пневматического аквапарка» в холодное время года лучше применять подъемники с кабиной закрытого типа 5. В состав «пневматического аквапарка» входят финишный блок водной горки 1, расположенный внизу горы,
стартовый блок водной горки 3, расположенный на вершине горы, и надувная труба 2, установленная непосредственно на грунт склона горы.
Стартовый блок состоит из трех секций (см. фиг.3). Секция 22 представляет собой место для сбора людей, желающих скатится с водной горки. Секция 23 представляет собой герметичную камеру, препятствующую резкому спаду давления в секции 21, которая является отправной площадкой для участников спуска. Вход в каждую секцию осуществляется через герметичные двери 24.
К секции 21 плотно примыкает надувная труба 2, состоящая из трех емкостей. Емкость 14 является трубой скольжения. По ее внутренней поверхности осуществляется движение. Емкость 13 содержит воздушную прослойку, которая устраняет влияние неровностей грунта на плоскость скольжения и способствует комфортному спуску по горке. Форма емкости 13 придает устойчивость надувной трубе. Емкость 12, также как и емкость 13, является теплоизолятором для емкости 14. К емкостям 12 и 13 подсоединены соответственно трубы 19 и 20. По этим трубам с помощью воздушных насосов поступает или удаляется воздух для поддержки заданного давления. Труба 17 подсоединена к секции 21, которая имеет свободное сообщение с емкостью 14. По этой трубе с помощью воздушного наоса постоянно поступает некоторое количество воздуха, которое создает заданное давление внутри емкости 14, а также способствует смене воздушной массы в трубе для обеспечения нормального дыхания участников спуска. Давление воздуха в емкости 14 находится в пределах 130000-150000 Па. Давление в емкостях 12 и 13 приблизительно равны и находится в пределах 110000-120000 Па. Давление в этих емкостях должно всегда быть меньшим, чем в емкости 14. Такое соотношение давлений позволяет получить указанную на фиг.4 форму надувной трубы и добиться ее жесткости. По трубе 18 в емкость 14 с помощью водного насоса постоянно подается вода. Вода, стекающая вниз к финишному блоку «пневматического аквапарка»(см. фиг.2), уменьшает трение при спуске.
Финишный блок «пневматического аквапарка»(см. фиг.2) так же состоит из трех секций. Секция 15 представляет собой место для приготовления людей к посадке на подъемники. Секция 11 - герметичная камера, препятствующая резкому спаду давления в секции 16, которая является местом прибытия участников спуска. Секция 16 имеет свободное сообщение с емкостью 14. Выход
из каждой секции осуществляется через герметичные двери 8. Секция 16 содержит бассейн 7 с водой. В него стекает вода из емкости 14. По трубе 10 с помощью водного насоса удаляется лишняя вода из бассейна 7. Клапан 9, соединенный с секцией 16, служит для стабилизации давления в емкости 14. Он также способствует смене части воздушной массы в емкости 14, что обеспечивает нормальное дыхание участников спуска.
Надувная труба 2 (см. фиг.1) состоит из некоторого количества стандартных модулей 6, представляющих собой отрезки трубы различных форм. Модули 6 могут иметь формы в виде прямой, спирали, дуги с поворотом в горизонтальной плоскости, дуги с поворотом в вертикальной плоскости. Дуги и спирали могут иметь разные радиусы поворота. Используя различные комбинации модулей 6 возможно построить сколь угодно много разнообразных форм надувной трубы 2. Изменение формы надувной трубы можно производить довольно часто, так как монтаж модулей 6 производится прямо на грунт. Перемещение модулей для монтажа тоже не составляет труда, так как они имеют сравнительно небольшой вес.
Соединение различных модулей 6 осуществляется специальным пластиковым замком 25(см. фиг.5). Замок состоит из двух пластиковых лент. Левая лента 29 присоединена по всему периметру стыкующихся частей левого модуля 26. Правая лента 28 присоединена к правому модулю 27 с отступом приблизительно в 0,1 м от края стыкующихся частей для обеспечения стыковки внахлест. Левая лента соединяется с правой лентой при помощи элемента 30. Такая конструкция замка позволяет осуществить легкое и быстрое соединение соседних модулей 26, 27 и обеспечить герметичность надувной трубы 2.
На примере покажем работу «пневматического аквапарка». Человек, собирающийся скатится с водной горки, заходит в секцию 22 и ожидает сигнала для начала спуска. После получения сигнала он проходит в секцию 23, закрывая за собой герметичную дверь 24 между секцией 23 и 22. Далее он проходит в секцию 21. Переход из секции 23 в 21 не сопровождается резким падением давления в секции 21, так как этому препятствует герметичная дверь 24 между секцией 23 и 22. Далее человек садится на скользящую поверхность емкости 14, по дну которой течет вода, и спускается вниз к финишному блоку. Для спуска по надувной трубе можно использовать надувной круг или другое подобное
приспособление. Приезжая в финишный блок, участник спуска попадает в бассейн 7. Этот бассейн гасит энергию движения и способствует плавной остановки человека. Далее человек выходит из бассейна и идет в секцию 11, закрывая за собой дверь 8 между секцией 11 и секцией 16. Далее он следует в секцию 15. Переход из секции 11 в 15 не сопровождается резким падением давления в емкости 14, так как этому препятствует герметичная дверь 8 между секцией 11 и 16. Выходя из секции 15, человек садится в кабину горнолыжного подъемника 5, поднимается к стартовому блоку 3 и, по желанию, совершает описанный цикл снова.