СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДНЫХ ПРОЦЕДУР В БЫТОВОЙ ВАННЕ
METHOD OF CARRYING OUT SURFACE HYDROTHERAPEUTIC PROCEDURES IN HOUSEHOLD BATH

Изобретение относится к санитарно-технической промышленности и предназначено для использования преимущественно в бытовых ваннах или в составе домашних душевых кабин в целях проведения душевых и гидромассажных процедур, в том числе и автоматических, реализуемых с различной интенсивностью на различных местах тела человека, при вертикальном положении последнего в ванне или кабине и наличии централизованной магистрали подачи воды и также может найти применение в физиотерапевтических кабинетах, отделениях водолечения больниц и курортно-лечебных учреждений.
Широко известны способы проведения поверхностных водных процедур в бытовых ваннах, включающие использование соединенной шлангом с выходом крана-смесителя душевой лейки, перемещаемой вручную относительно тела человека, а также регулирование температуры и расхода воды, подаваемой от смесителя через шланг в душевую лейку [1, 2].
Эти способы предполагают использование душевой лейки с распылительной сеткой с отверстиями, как правило, цилиндрического, конического или коническо-цилиндрического профиля, что не позволяет обеспечить максимальную кинетическую энергию формируемых струй [3], что, в свою очередь, не позволяет добиться максимального эффекта от проводимых процедур в части достижения соответствующего водного иглотерапевтического эффекта из-за отсутствия возможности получения максимального гидродинамического давления струй на обрабатываемую поверхность и предназначены, в основном, только для мытья тела человека.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату известным решением, выбранным в качестве прототипа, является способ проведения поверхностных водных процедур в бытовой ванне, включающий использование соединенной шлангом с выходом крана-смесителя душевой лейки с отверстиями коноидального профиля и выходными диаметрами субмиллиметрового диапазона в струеформирующей сетке, перемещаемой вручную относительно тела человека, ручную замену вида используемой струеформирующей сетки с одним количеством сопловых отверстий на другое в зависимости от требуемой для гидромассажирования силы ударного воздействия струй воды на тело человека в формируемых потоках, а также регулирование температуры и расхода воды, подаваемой от смесителя через шланг в душевую головку [4].
Этот способ также предполагает использование душевой лейки только с одним видом струеформирующей сетки с отверстиями коноидального профиля и выходными диаметрами субмиллиметрового диапазона в струеформирующей сетке в конкретном процессе гидромассажирования или душирования и делает сложным и/или неудобным замену струеформирующей сетки, с последующей необходимостью тщательной регулировки вентилями крана-смесителя расходных характеристик и температуры формируемых струйных потоков.
При этом при реализации данного способа отсутствует возможность контроля значений скорости струй воды в формируемых потоках, являющейся основным параметром, определяющим (наряду с плотностью струи, ее диаметром и углом атаки) силу удара струи о поверхность [3], а следовательно, и эффективность гидромассажных процедур, в целом.
Кроме того, другим недостатком известного способа, выбранного в качестве прототипа, является сравнительно ограниченное количество видов используемых насадков - только для гидромассажирования и только душевые лейки, имеющие сравнительно ограниченные размеры (как правило: 50-70 мм в диаметре), что затрудняет его использование для мытья и делает невозможным одновременную обработку более широких участков тела человека.
Еще одним недостатком известного способа является возможно повышенная скорость засорения сопловых отверстий струеформирующих сеток душевых леек, в частности используемых для гидромассажирования, в условиях повышенной загрязненности солями жесткости используемой воды.
Наконец, еще одним недостатком известного способа является его неспособность, из-за отсутствия необходимых технических средств, поддержания заданной температуры формируемых струйных потоков в условиях возможных колебаний последней при использовании централизованной системы водоснабжения, особенно в жилых домах старой постройки.
Новый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей, повышении информативности и эффективности гидромассажных процедур, реализуемых в бытовой ванне или бытовой душевой кабине, в частности при наличии водного иглотерапевтического эффекта различной интенсивности, в условиях различной степени загрязненности и возможных колебаний температуры используемой воды.
Это достигается тем, что в способе проведения поверхностных водных процедур в бытовой ванне, включающем подключение к крану-смесителю и перемещение или ориентирование относительно тела человека душевой лейки с отверстиями коноидального профиля и выходными диаметрами субмиллиметрового диапазона в струеформирующей сетке, а также регулирование температуры и расхода воды, подаваемой от смесителя через шланг в душевую лейку, согласно изобретению при проведении поверхностных водных процедур в бытовой ванне используют подключенную к крану-смесителю n+1 душевую лейку, где n - количество душевых леек с отверстиями коноидального профиля и выходными диаметрами субмиллиметрового диапазона в струеформирующей сетке, n=1, 2, 3, а соединение соответствующей душевой лейки с выходом крана-смесителя производят через устройство для дополнительного регулирования скоростного напора формируемых струйных потоков и/или выбора вида последних.
При этом устройство для дополнительного регулирования скоростного напора формируемых струйных потоков и/или выбора вида последних выполняют в виде соединенного с соответствующим выходом крана-смесителя, непосредственно или через исполнительный механизм для регулирования расхода воды, переключателя потока последней, по крайней мере на два направления.
Причем исполнительный механизм для регулирования расхода воды выполняют в виде трехходового шарового крана, один из двух выходов которого соединен с одним из сливных патрубков ванны или раковины-мойки.
А по крайней мере один из выходов переключателя потока воды, используемый для подключения к крану-смесителю по крайней мере одной из n душевых леек, соединен с соответствующей душевой лейкой через измеритель скорости струйного потока.
При этом в качестве измерителя скорости струйного потока используют ротаметр, отградуированный в соответствующих единицах измерения в соответствии с выражением:
3
где Q - расход жидкости через струеформирующую сетку душевой лейки, м/с;
φ - коэффициент скорости жидкости через струеформирующую сетку душевой лейки с n отверстиями соответствующего профиля;
2
F - суммарная площадь n выходных отверстий струеформирующей сетки душевой лейки, м;
µ - коэффициент расхода жидкости через струеформирующую сетку душевой лейки с отверстиями соответствующего профиля,
и последующее регулирование ее величины в зависимости от обрабатываемых зон поверхности тела человека или количества отверстий в струеформирующей сетке душевой лейки.
Причем регулирование скорости струйных потоков осуществляют с помощью байпасирования и/или дросселирования входного потока жидкости, подаваемой через переключатель потоков в душевые лейки.
Стр.Пот.
А регулирование скорости струйных потоков (V), по крайней мере для n-душевых леек, осуществляют в пределах:
В качестве отверстий в сопловых насадках используют отверстия коноидального или коноидально-конического профиля с выходным диаметром  субмиллиметрового диапазона, определяемым из соотношения:
А в качестве струеформирующей сетки в душевой лейке используют и гидромассажные панели прямоугольной формы с габаритами формируемой последними зоны струйной обработки (L×B), определяемыми из условий:
где L - длина (ширина) зоны струйной обработки;
В - высота зоны струйной обработки.
Кроме того, соединение выхода крана-смесителя с устройством для дополнительного регулирования скоростного напора формируемых струйных потоков и/или выбора вида последних производят через патрубок, оснащенный устройством для безреагентной подготовки воды, выполненным в виде ее омагничивателя и устанавливаемым снаружи патрубка.
При этом в качестве крана-смесителя, по крайней мере для использования при проведении душевых процедур, используют термостатирующий смеситель, подключаемый к соответствующим патрубкам холодной и горячей воды.
А в качестве исполнительного механизма для регулирования расхода воды, выполненного в виде трехходового шарового крана, один из двух выходов которого соединен с одним из сливных патрубков ванны или раковины-мойки, используют фильтр сетчатый муфтовый со сливным краном.
Причем гидромассажную обработку участков тела человека, после установления необходимых значений температуры и скоростного напора струй воды, производят и в автоматическом режиме, с помощью устройства для осуществления возвратно-поступательных перемещений струйных потоков.
При этом гидромассажную обработку участков тела человека, после установления необходимых значений температуры и скоростного напора струй воды, начинают с нижней точки зоны возвратно-поступательного перемещения струйных потоков.
А слив избытка воды через один из выходов трехходового шарового крана производят через «гусак» крана-смесителя, оснащенный тройником, первый вход которого соединен с соответствующим выходом крана-смесителя, а второй его вход, непосредственно или через обратный клапан, соединен с выходом трехходового шарового крана, используемого для соединения с раковиной-мойкой.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается расширенными функциональными возможностями, позволяющими обеспечить более легкое изменение и увеличение вида используемых струеформирующих насадков, а также повышенной информативностью и эффективностью гидромассажных процедур, реализуемых в бытовой ванне или бытовой душевой кабине, в частности при наличии водного иглотерапевтического эффекта различной интенсивности, в условиях различной степени загрязненности и возможных колебаний температуры используемой воды.
Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения «новизна».
Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники показало, что известен способ проведения гидромассажных процедур в бытовой ванне, включающий использование соединенной шлангом с выходом крана-смесителя душевой лейки, перемещаемой вручную относительно тела человека, изменение вида формируемых лейкой струйных потоков, производимое переключателем последних в головке душевой лейки, а также регулирование вентилями крана-смесителя температуры и расхода воды, подаваемой от крана-смесителя через шланг в душевую лейку [5].
Однако этот способ также предполагает использование душевой лейки с распылительными сетками с отверстиями только цилиндрического, конического или коническо-цилиндрического профиля, что не позволяет обеспечить максимальную кинетическую энергию формируемых струй, что, в свою очередь, не позволяет добиться максимального эффекта от проводимых процедур в части достижения соответствующего водного иглотерапевтического эффекта, а также делает необходимой и неудобной (учитывая ручной способ перемещения душевой лейки) регулировку вентилями крана-смесителя расходных характеристик и температуры формируемого струйного потока при смене вида последнего.
Кроме того, другим недостатком данного способа является сравнительно ограниченное количество видов используемых насадков - только душевая лейка, имеющая сравнительно ограниченные размеры (как правило, до 70-100 мм в диаметре), что делает невозможным одновременную обработку более широких участков тела человека.
Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «существенные отличия».
На фиг.1 представлен вариант устройства, реализующего предлагаемый способ в бытовой ванне, при наличии раковины-мойки и «гусака» (на фиг.1 не обозначены) крана-смесителя и n=1 (вариант n=2 показан пунктиром).
На фиг.2 представлена реализация участка А на фиг.1 при использовании устройства для безреагентной подготовки воды, выполненного в виде накладываемых на патрубок, соединяющий выход крана-смесителя с устройством для дополнительного регулирования скоростного напора формируемых струйных потоков и/или выбора вида последних, двух частей омагничивателя.
На фиг.3 представлена реализация участка А на фиг.1 при использовании термостатирующего смесителя, подключенного к соответствующим патрубкам холодной и горячей воды, в условиях относительно больших «скачков» температуры воды, подаваемой в смеситель и повышенной ее загрязненности, в частности, солями жесткости.
На фиг.4 представлен вариант устройства на фиг.1 без использования измерителя скорости струйного потока и при n=1.
На фиг.5 представлен вариант устройства на фиг.4 при использовании переключателя потока на два направления непосредственно соединенного с соответствующим выходом крана-смесителя.
Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит ванну 1, кран-смеситель 2 с вентилями для регулирования температуры и расхода воды (на фиг.1 не обозначены), один из выходов которого соединен через трехходовой шаровой кран 3 (в данном варианте) со входом переключателя 4 потока на два (в данном случае) направления, первый выход которого соединен первым шлангом 5, соединенным с душевой лейкой 6, выполненной (в данном случае) с возможностью изменения вида формируемых лейкой 6 струйных потоков, производимого переключателем последних в головке (на фиг.1 не обозначены) душевой лейки 6, а второй (в данном случае) выход переключателя 4 потока по крайней мере на два направления соединен (в данном случае) со входом измерителя 7 скорости струйного потока, выполненного в виде ротаметра, отградуированного в соответствующих единицах измерения, выход которого соединен через систему соединенных между собой с помощью сварки комбинированных уголков (на фиг.1 не обозначены), вторым (в данном случае) шлангом 8 с душевой лейкой 9, выполненной с отверстиями коноидального профиля и выходными диаметрами субмиллиметрового диапазона в струеформирующей сетке 10, перемещаемой относительно тела человека, и/или ручную смену вида используемой струеформирующей сетки 10 с одним количеством сопловых отверстий на другое в головке душевой лейки 9.
При этом в условиях повышенной загрязненности солями жесткости используемой воды в конкретной местности соединение соответствующего выхода крана-смесителя 2 с трехходовым шаровым краном 3 (в данном варианте) производят через патрубок (на фиг.2 не обозначен), оснащенный омагничивателем 11 воды (см. фиг.2).
А в условиях возможных при этом колебаний температуры формируемых струйных потоков при использовании централизованной системы водоснабжения, особенно в жилых домах старой постройки, используют термостатирующий смеситель 12, подключаемый к соответствующим патрубкам холодной и горячей воды (на фиг.3 не обозначены), соединенным с краном-смесителем 2, оснащаемым, в этом случае, только гусаком (на фиг.1-3 не обозначен).
Устройство проведения поверхностных водных процедур в бытовой ванне работает следующим образом.
В зависимости от наличия относительно больших «скачков» температуры воды, подаваемой в смеситель, и повышенной ее загрязненности в частности, солями жесткости определяют и соответствующую структуру устройства для проведения поверхностных водных процедур в конкретной бытовой ванне.
Далее, опытным путем, определяют величину максимального фактического удельного расхода воды, необходимой для проведения процедуры температуры (как правило, не выше 36°С÷38°С), приходящегося на одну душевую лейку и составляющего, для достижения иглотерапевтического эффекта, в зависимости от количества сопловых отверстий с субмиллиметровым выходным диаметром, в конкретной ванне, как правило, от 0,05 до 0,2 л/с, для чего используют мерную емкость и секундомер.
В соответствии с полученными данными производят установку соответствующего вида n-душевых леек (в данном случае, n=1) с соответствующим количеством сопловых отверстий с субмиллиметровым выходным диаметром в каждой струеформирующей сетке 10 соответствующей лейки 9, а следовательно, и с соответствующими значениями F.
Затем производят градуировку ротаметра (если таковой используется) в единицах скорости струйного(ых) потока(ов), в соответствии с выражением (1), принимая, в соответствии с [3], µ=φ (для коноидальных насадков), для струеформирующих сеток с различным количеством сопловых отверстий, например 10, и показанным пунктиром на фиг.1, начиная с максимального значения, например: от 20 м/с и ниже при Р=0,2 МПа и от 30 м/с и ниже при Р=0,4 МПа.
Переводя переключатель потоков крана смесителя 2 (на фиг.1, 2 не обозначен) в соответствующее, открытое в направлении шарового крана 3 (если таковой используется) положение и переведя его рукоятку в верхнее положение (для максимальной коммутации водного потока от крана смесителя 2), производят перевод переключателя 4 потока в направлении измерителя 7 (если таковой используется), тем самым подготовив устройство для проведения гидромассажных (в данном случае) процедур.
В случае если предполагается использовать не гидромассажные, а душевые (используемые, в основном, для мытья тела) процедуры, то производят перевод переключателя 4 потока в направлении душевой лейки 6, тем самым готовя устройство для проведения душевых процедур.
Далее, с помощью установочного элемента, перемещаемого по жестко закрепленной на стене ванной комнаты направляющей (на фиг.1 не обозначены), задают соответствующие высоту и угол наклона душевой лейки, например 9, для проведения гидромассажных процедур.
После этого с помощью открытия соответствующих вентилей (на фиг.1 не обозначены) крана-смесителя 2 осуществляют подачу воды необходимой температуры по шлангу 8 в душевую лейку 9.
С помощью измерителя 7 осуществляют контроль значений скорости формируемого сеткой 10 струйного потока и при необходимости, с помощью простого поворота на необходимый угол рукоятки шарового крана 3, регулирование скорости его струй.
При этом часть потока, в случае если скорость струй в потоке превышает допустимую для соответствующего участка тела человека или из-за малого количества отверстий в соответствующей сетке 10 лейки 9, направляется по байпасному (в данном случае) шлангу (на фиг.1 не обозначен) в один из сливных патрубков ванны или раковины-мойки (на фиг.1 не обозначены).
Далее, закрыв шторку-экран (для предотвращения попадания брызг воды вне объема бытовой ванны), переходят к проведению гидромассажных процедур с использованием струйного потока с необходимой скоростью струй.
Тем самым, в течение всего времени перемещения лейки 9 относительно тела человека обеспечивается подача (в зависимости от вида струеформирующей сетки 10 и/или имеющегося расхода воды в конкретной ванне 1) соответствующего пакета параллельных и тонких  струй воды высокой кинетической энергии, подаваемых на выбранный для обработки участок тела человека.
В случае если величина фактического удельного расхода воды, с необходимой для проведения процедуры температурой, приходящегося на душевую лейку, достаточна, например, при Q≈0,2 л/с или при необходимости увеличения ширины зоны струйной обработки, то возможно использование гидромассажной панели и прямоугольной формы (на фиг.1 показана пунктиром).
Причем, в этом случае, струеформирующие панели изготавливают методом литья термопластичных материалов (например, полипропилена или полистирола) и выполняют с Т-образным профилем, вертикальный участок которых используют для размещения сопловых отверстий коноидального профиля с выходными диаметрами субмиллиметрового диапазона, а горизонтальный - для размещения уплотнительных колец прямоугольной формы, устанавливаемых по периметру нижней вертикальной части Т-образного профиля струеобразующих панелей, и необходимых крепежных отверстий, сформированных по периметру горизонтального участка панелей с различным количеством сопловых отверстий и соединяемых с соответствующим образом выполненным корпусом душевой лейки 9.
Аналогичным вышеописанному образом производится и дополнительное, более простое, регулирование (в частности, уменьшение) интенсивности струйных потоков при проведении душевых процедур, что может быть необходимым при изменении вида формируемых лейкой 6 струйных потоков, производимом переключателем последних в ее головке, в частности с нормального вида на экономичный.
Кроме того, при использовании исполнительного механизма для регулирования расхода воды, выполненного в виде трехходового шарового крана, один из двух выходов которого соединен с одним из сливных патрубков ванны или раковины-мойки, становится более удобным процесс завершения водных поверхностных процедур, осуществляемый, в данном способе, простым переводом рукоятки шарового крана 3 в положение коммутации водного потока, поступающего от крана-смесителя 2 в один из сливных патрубков ванны 1 или раковину-мойку.
В последнем случае, слив воды через один из выходов трехходового шарового крана 3 может производиться и через «гусак» крана-смесителя 2, оснащенный тройником (на фиг.1 показан пунктиром), первый вход которого соединен с соответствующим выходом крана-смесителя 2, а второй его вход, непосредственно или через обратный клапан (на фиг.1 показан пунктиром), соединен с выходом трехходового шарового крана 3, используемого для соединения с раковиной-мойкой.
При этом возможна реализация и автоматического возвратно-поступательного перемещения, по крайней мере, душевой лейки 9 по направляющей (гарнитуре), с помощью устройства для осуществления возвратно-поступательных перемещений струйных потоков [6], включающего использование реверсивного мотор-редуктора или шагового двигателя постоянного тока на напряжение 6-12 вольт (на фиг.1 не показаны).
При этом, последовательно, могут производиться следующие операции:
- задание, например, с помощью датчиков положения (на фиг.1 не показаны) необходимой высоты зоны струйно-динамической обработки;
- задание на пульте блока автоматического управления значений скорости (на фиг.1 не показан), необходимого количества возвратно-поступательных и/или времени перемещений душевой лейки 9 относительно тела человека;
- подача напряжения питания (порядка 6-12 вольт) на блок автоматического управления (БАУ) от аккумулятора или преобразователя напряжения;
- предустановка положения душевой лейки 9 в ванне 1 из верхнего в нижнее путем подачи соответствующего сигнала управления на реверсивный двигатель.
Причем гидромассажную обработку участков тела человека, после установления необходимых значений температуры и скоростного напора струй воды, начинают с нижней точки зоны возвратно-поступательного перемещения струйных потоков.
Таким образом, предлагаемый способ проведения поверхностных водных процедур в бытовой ванне, по сравнению с известным, выбранным в качестве прототипа, отличается расширенными функциональными возможностями, повышенными информативностью и эффективностью гидромассажных процедур, реализуемых в бытовой ванне или бытовой душевой кабине, в присутствии водного иглотерапевтического эффекта.
Реализация предлагаемого способа не встречает принципиальных затруднений.
Так, в качестве душевых леек для гидромассажирования могут быть использованы серийно выпускаемые фирмой ООО «Гидриатика» (г.Пенза) лейки со струеформирующими сетками с количеством отверстий (в частности, при n=2) 19 и 61, а также стандартная, имеющаяся в ванной комнате, душевая лейка, подключаемые к соответствующим выходам переключателя потока на 3 (в этом случае) направления.
3
3
В качестве измерителя скорости струйных потоков могут быть использованы стандартные измерители расхода жидкостей типа ЭМ 210-015Б-Ж (на расход от 0,06 до 0,6 м/ч) на диаметр 15 мм - для случая использования режима байпасирования и/или измерители регулируемого расхода жидкостей типа ЭМ 210-Р-010В-Ж (на расход от 0,12 до 1,08 м/ч) на диаметр 10 мм - для случая использования режима дросселирования потока жидкости, подаваемой в лейку, используемую для гидромассажирования.
При этом возможно использование и одного измерителя скорости струйных потоков по крайней мере на две из n-душевых леек, применяемых для гидромассажирования.
А струеформирующие панели прямоугольной формы можно изготовить по патенту РФ №2046685 со структурой сопловых отверстий, формируемой в соответствии с патентом РФ №2296672, используя соответствующие термопластичный материал, пресс-формы и оборудование, например термопластавтомат типа ARBURG - А 270-21-500. При этом в качестве термопластичного материала для изготовления гидромассажных панелей можно использовать полистирол, ABC-пластик, поликарбонат, полипропилен или акрил.
В качестве переключателя потока, по крайней мере на два направления, могут быть использованы стандартные диверторы или специально выполненные, для решения поставленной задачи в условиях бытовой ванны, трехходовые шаровые краны на требуемые диаметры условного прохода (10 и/или 15 мм).
В качестве омагничивателя воды может быть использован не требующий обслуживания магнитный преобразователь воды «Емеля для дома» (г.Тула, а/я 304), устанавливаемый снаружи патрубка, выполненного из немагнитных материалов (латунь, нержавеющая сталь, полипропилен и т.д.).
В качестве термостатирующего смесителя может быть использован термостат для душевой арматуры фирмы «BELLAQUA» (Германия).
В качестве фильтра сетчатого муфтового со сливным краном может быть использован фильтр сетчатый на условный проход, например, 15 мм фирмы «SOCLA» (Франция).
Сравнение технических характеристик и функциональных возможностей заявляемого способа проведения поверхностных водных процедур в бытовой ванне с отечественными и зарубежными способами аналогичного назначения и уже полученные многочисленные отзывы от потребителей ручных душевых леек «Душ Алексеева» домашнего применения в бытовых ваннах свидетельствуют о гарантированном достижении и объективной необходимости реализации представленных в изобретении новых технических решений.
Источники информации
1. А.с. СССР №1636059, М. кл. В05В 1/18, 1988 г.
2. Ж. «Водоснабжение и санитарная техника», №9, 1993 г., стр.24-27, рис.30-32.
3. Козлов Ю.С. и др. Очистка изделий в машиностроении. - М.: Машиностроение, 1982, с.101-103.
4. Рекламный материал фирмы ООО НПП «Гидриатика» - прототип.
5. Рекламный материал фирмы «Rainbow».
6. Положительное решение ФГУ ФИПС от 13.03.2009 г. по заявке №2008102853/12(003120) от 30.01.2008 г., М. кл. В05В 1/18, А47К 3/20.