Устройство для купания

Полезная модель относится к удовлетворению жизненных потребностей человека, а именно к устройствам для купания, в частности к переносным купелям, которые могут использоваться, например, под открытым небом в местах отдыха с целью проведения релаксационных водных процедур и/или гигиенических ванн.
Из уровня техники известно решение, представляющее собой деревянную емкость с печью, расположенную в нижней части емкости, дымоходной трубой, сливным отверстием у дна и сидениями.
Патент DE на изобретение №102009034877, МПК A47K3/022; A47K3/12 опубликован 26.01.2012.
Общими признаками заявляемого решения и известного аналога являются:
- емкость, содержащая стенки и днище;
- в нижней части металлической емкости расположено сливное отверстие.
Отличительными признаками заявляемого решения являются:
- емкость выполнена из металла;
- стенки включают как минимум три горизонтальных ряда, расположенных под углом друг к другу;
- каждый из рядов состоит из плоских трапециевидных граней, сопряженных между собой боковыми сторонами;
- меньшее основание трапеции сопрягается с большим основанием трапециевидной грани нижерасположенного ряда;
- днище выполнено плоским в форме равностороннего многоугольника;
- стороны многоугольника сопряжены с нижними основаниями трапециевидных граней нижнего ряда;
- на стенках расположены крепежные элементы для монтажа сидений.
Недостатками данного технического решения является недостаточная жесткость, и, как следствие, быстрый износ, за счет того, что устройство для купания имеет круглую форму поперечного сечения. Кроме того дерево, из которого изготовлены стенки и днище, является хрупким и недолговечным материалом для испытываемых в процессе эксплуатации нагрузок.
Известно техническое решение, выбранное в качестве прототипа, представляющее собой устройство для купания, содержащее металлическую емкость для заполнения водой, внутри которой размещены деревянный пол и скамьи. Металлическая емкость имеет выпуклое дно и выполнено из секторов, образующих в поперечном сечении многоугольник. Патент РФ на полезную модель № 115208, МПК A61H 33/00, опубликован 27.04.2012.
Общими признаками заявляемого решения и известного аналога являются:
- емкость, содержащее стенки и днище;
- емкость из металла.
Отличительными признаками заявляемого решения являются:
- стенки включают как минимум три горизонтальных ряда, расположенных под углом друг к другу;
- каждый из рядов состоит из плоских трапециевидных граней, сопряженных между собой боковыми сторонами;
- меньшее основание трапеции сопрягается с большим основанием трапециевидной грани нижерасположенного ряда;
- днище выполнено плоским в форме равностороннего многоугольника;
- стороны многоугольника сопряжены с нижними основаниями трапециевидных граней нижнего ряда;
- крепежные элементы на стенках для монтажа сидения;
- в нижней части металлической емкости расположено сливное отверстие.
В известном техническом решении по приведенному выше патенту каждый сектор стенки купели имеет скругленную форму. Такая конструкция не обладает достаточной жесткостью, так как не может в достаточной мере сопротивляться изгибающему моменту, особенно в процессе эксплуатации, когда емкость заполнена водой и в ней размещены люди.
Технический результат заявляемого технического решения проявляется в повышении жесткости конструкции. За счёт ребер жесткости, образующихся на месте сопряжения граней, обеспечивается сопротивление возникающей нагрузки на изгиб и повышение жесткости емкости.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для купания, включающем металлическую емкость, содержащую стенки и днище, согласно техническому решению, стенки включают, как минимум, три горизонтальных ряда, расположенных под углом друг к другу, каждый из рядов выполнен плоскими трапециевидными гранями, сопряженными между собой боковыми сторонами, а меньшее основание трапеции сопрягается с большим основанием трапециевидной грани нижерасположенного ряда, днище выполнено плоским в форме равностороннего многоугольника, а стороны многоугольника сопряжены с нижними основаниями трапециевидных граней нижнего ряда. На стенках емкости с внутренней стороны могут быть закреплены крепежные элементы для монтажа сидения. В нижней части металлической емкости может быть расположено сливное отверстие.
В целях понимания заявляемого технического решения под сопряжением граней следует понимать неразрывное соединение граней между собой с образованием ребра в месте их стыка, выполненное любым методом, в частности сваркой или путем сгиба из единой детали.
Выполнение емкости из металла, обладающего высокими показателями механических свойств, такие как прочность, твердость, упругость улучшают показатели жесткости устройства.
Выполнение стенок и днища по форме и расположению согласно заявляемому решению позволяют создать устройство для купания замкнутым по форме, схожей с полусферообразной, обеспечивающей устойчивость емкости относительно оси симметрии и равномерно воспринимающей нагрузки. Ребра жесткости, образованные на сопряжения плоских трапециевидных граней, расположенных под углом друг к другу, существенно увеличивают жесткость конструкции, принимают на себя часть нагрузки, увеличивая устойчивость конструкции к изгибающему моменту, тем самым, предотвращая его деформацию.
Выполнение металлической емкости как минимум тремя горизонтальными рядами, как установлено опытным путем, делают устройство достаточно жестким за счет большего количества образуемых горизонтальных ребер жесткости, возникающих месте сопряжения плоских трапециевидных граней, меньшее основание которых сопрягается с большим основанием трапециевидной грани нижерасположенного ряда. Формирование каждого ряда емкости путем сопряжения граней своими боковыми сторонами с образованием вертикальных ребер жесткости также увеличивают жесткость конструкции. Вертикальные и горизонтальные ребра жесткости принимают на себя часть нагрузки, увеличивая устойчивость конструкции к изгибающему моменту, тем самым предотвращая его деформацию.
Выполнение граней плоскими также увеличивает жесткость конструкции и формирует при соединении граней друг с другом прямолинейные ребра жесткости, что увеличивает общую жесткость конструкции. Каждая из плоских граней, сопрягаясь с соседней, образует прямую линию, по которой удобно выполнять сварочный шов, принимая нагрузки и сохраняя надежность и жесткость конструкции.
Поскольку днище металлической емкости, воспринимающее на себя часть внешней нагрузки выполнено плоским в форме равностороннего многоугольника, стороны которого сопряжены с нижними основаниями трапециевидных граней нижнего ряда, устройство устойчиво относительно его центральной оси симметрии и его устойчивость не уменьшается с увеличением количества горизонтальных рядов или количества граней в ряду.
Крепежные элементы на стенках емкости с их внутренней стороны обеспечивают жесткое соединение монтируемых в металлическую емкость сидений для удобного нахождения в емкости людей.
Сливное отверстие позволяет производить отток воды после эксплуатации устройства для купания, не переворачивая емкость, что исключает риск повреждения и/или деформации ее конструкции, и не применяя дополнительных средств.
Кроме того, выполнение емкости рядами, расположенными под углом друг к другу, обеспечивает возможность расположения тела человека в удобном полусидячем положении, позволяющем проводить водные процедуры в расслабленном состоянии мышц спины.
Конструкция устройства для купания далее поясняется с помощью фигур, на которых представлен один из предпочтительных вариантов исполнения устройства. На фигуре 1 схематично представлен вид сбоку на устройство для купания. На фигуре 2 схематично представлен продольный разрез А-А вида на фиг.1. На фигуре 3 схематично представлен вид сверху устройства для купания.
Далее со ссылками на фигуры описана конструкция устройства для купания. На фиг.1-3 изображены: 1 – емкость, 2 – днище, 3 – сливное отверстие, 4 – грань, 5 – ребро, 6 – крепежные элементы для установки сидений.
Устройство для купания представляет собой емкость (1), выполненную из металла, обладающего высокими показателями прочности, твердости, упругости, делающего конструкцию жесткой. Емкость (1) содержит стенки и днище (2). Стенки образованы, как минимум, тремя горизонтальными рядами, расположенными под углом друг к другу. Каждый из рядов выполнен плоскими трапециевидными гранями (4), сопряженными между собой боковыми сторонами, образовывая при этом ребра (5). При этом меньшее основание трапециевидной грани (4) одного ряда сопрягается с большим основанием трапециевидной грани (4) нижерасположенного ряда. Сопряжение граней (4) может быть выполнено, например, как путем сварки, так и путем сгиба из единой детали. Днище (2) выполнено плоским в форме равностороннего многоугольника, а стороны многоугольника сопряжены с нижними основаниями трапециевидных граней (4) нижнего ряда. Многоугольник, образующийся гранями (4) горизонтальных рядов, в поперечном сечении металлической емкости (1) может быть в виде шестиугольника, восьмиугольника, десятиугольника.
Емкость (1) содержит сливное отверстие (3). Сливное отверстие (3) расположено преимущественно в нижней части емкости (1), например, на днище (2) или на одной из граней (4) нижнего ряда, что позволяет производить слив воды после эксплуатации устройства для купания, не переворачивая емкость (1), что исключает риск повреждения/деформации её конструкции, и не применяя дополнительных средств. К сливному отверстию (3) может быть подведена сливная труба с краном.
Угол, образованный наружной поверхностью каждой грани (4) к плоскости земли может быть острым и больше углов, образованных наружными поверхностями каждых граней (4) нижерасположенных рядов и плоскостью.
Днище (2) с внутренней стороны может содержать настил (на фигурах не показан), например из дерева, возможно находящимся на разном уровне (в виде ступенек).
Внутри емкости (1), на ее стенках, установлены и жестко присоединены с помощью крепежных элементов (6) сидения (на фигурах не показаны), необходимые для индивидуального или группового нахождения в емкости (1) людей. Сидения могут быть установлены по периметру внутри емкости (1).
Металлическая емкость (1) может быть установлена на подставке (на фигурах не показана), преимущественно металлической. Подставка может быть образована горизонтальными и вертикальными балками, при этом соединенные горизонтальные балки могут образовывать многоугольники, количество сторон которых соответствует количеству сторон многоугольника в поперечном сечении емкости (1), при этом нижняя часть емкости (1) находится в пространстве, образованном горизонтальными и вертикальными балками.
Металлическая емкость (1) может быть также закреплена на опоре из бревен, например, в виде треноги. В случае крепления на треноге, емкость (1) может подвешиваться к перекрестью треноги, например с помощью металлических цепей, закрепленных с емкостью (1) с помощью крепежных деталей, например рым-болтов. Бревна при этом могут закрепляться с плоской поверхностью с помощью металлических шпилек.
Под емкость (1) может устанавливаться источник тепла, например, печка для нагрева воды, при этом печка может иметь форму правильной призмы, основание которой соответствует по форме и размеру днищу (2) емкости (1).
К емкости (1) может приставляться лестница с перилами.
Внутренняя часть емкости (1) и её борт, который образовывает верхняя часть емкости (1), могут быть обшиты прочным и влагоустойчивым деревом, преимущественно кедром, из которого также могут быть выполнены другие комплектующие устройства для купания (лестница с перилами, сидения, настил днища).
Один из предпочтительных вариантов использования заявленного устройства продемонстрирован далее на примере.
Металлическая емкость (1) устанавливается на металлической подставке и наполняется водой, например, с помощью подведенного шланга. Может быть осуществлен прогрев воды с помощью печки, установленной под емкостью (1). По лестнице с перилами в емкость (1) поднимаются люди и принимают удобное положение, садясь на сидения, жестко установленные с помощью крепежных элементов (6) к стенкам емкости (1). В это время конструкция испытывает нагрузки, в частности, на изгиб, под действием масс воды и находящихся в емкости людей. Часть нагрузок, приходящихся как на стенки емкости (1), так и на её днище (2), принимают на себя ребра (5) жесткости, образованные на сопряжения боковых сторон плоских трапециевидных граней (4) и меньших оснований плоских трапециевидных граней (4) с большими основаниями плоских трапециевидных граней (4) нижерасположенного ряда. Благодаря ребрам (5), а также металлу, как материалу изготовления, обладающему высокими показателями прочности, твердости, упругости, конструкция приобретает необходимую жесткость, предотвращая его деформацию, обусловленную способностью сопротивляться изгибающему моменту.
Кроме того, емкость (1) устойчива относительно оси симметрии благодаря своей форме, схожей с полусферообразной, образованной стенками и плоским днищем (2), которое в свою очередь имеет форму многоугольника, каждая сторона которого соединена с нижним основанием плоской трапециевидной грани (4) нижнего ряда. Такая форма способствует тому, что устойчивость к нагрузкам, приходящимся на днище (2), не уменьшается с увеличением количества горизонтальных рядов или количества граней в каждом ряду.
Температурное поле воды уравнено, благодаря описанной форме, схожей с полусферообразной и металлу, как материалу изготовления, обладающего высокой удельной теплоемкостью.
По завершению водных процедур открывается кран, и происходит отток воды из трубы, подведенной к сливному отверстию (3).
Устройство для купания может быть изготовлено следующим образом.
В качестве материала изделия может быть использована нержавеющая сталь, например, марки AISi 304. Грани (4) нужных размеров вырезают из готовых листов нержавеющей стали, соединяют между собой с помощью сварки под заданными углами друг другу, приваривают днище (2) формой, соответствующей поперечному сечению будущей емкости (1). Емкость (1) приобретает замкнутую полусферообразную форму с тремя или более поперечными рядами и сечением в виде многоугольника. Кроме сварки сопряжение граней (4) может быть выполнено, например, путем сгиба из единой детали.
На боковой грани (4) металлической емкости (1) или на его днище (2) вырезается сливное отверстие (3).
Сварные швы отшлифовываются. Поверхность металлической емкости (1) обрабатывается шлифовкой, в частности сатинированием, при котором частично снимается часть материала, для получения полублестящей поверхности от микронеровностей.
С внутренней части емкости (1), по ее периметру, устанавливаются крепежные элементы (6), к которым закрепляют сидения, например, в виде скамей. Борта емкости (1), ее внутренняя верхняя поверхность и днище (2) также могут быть обшиты деревом.
Металлическая емкость (1) может быть установлена на подставке, преимущественно металлической, таким образом, что она находится в пространстве, образованном горизонтальными и вертикальными балками, из которых выполнена подставка. Балки могут быть соединены друг с другом с помощью сварки либо крепежных элементов.
На бортах емкости (1) могут быть также закреплены рым-болты для соединения с металлической цепью для подвешивания на треноге. Тренога в виде бревен устанавливается на плоской поверхности с помощью шпилек.
Представленные фигуры, описание конструкции и использования устройства не исчерпывают возможные варианты исполнения и не ограничивают каким-либо образом объем заявляемого технического решения. Возможны иные варианты исполнения и использования в объеме заявляемой формулы.
Заявленное устройство для купания может быть использовано в качестве переносной купели для принятия релаксационных и гигиенических водных процедур под открытым небом в санаториях, на дачах и других местах отдыха, а также в качестве банного чана, при расположении устройства над источником тепла. Оно обладает высокими прочностными характеристиками за счёт образованных на месте стыка граней ребер жесткости, которые обеспечивают сопротивление возникающей нагрузке на изгиб и повышение жесткости емкости.