Устройство и способ создания искусственной волны Российский патент 2019 года по МПК A63G31/00 

Область техники

Настоящее изобретение - устройство и способ создания искусственной волны, относится в целом к аттракционам, таким как волновые машины и механизмы или имитация серфинга, а именно к стационарным или мобильным устройствам, установленным на твердой поверхности для создания волны.

Уровень техники

Обычно устройства для имитации серфинга и создания волн изготавливают из бетона, металла, стекловолокна или других жестких, или полужестких материалов, которые обеспечивают гладкую и скользкую поверхность для поддерживания потока воды на ней для возможности скольжения человека по поверхности вверх и вниз. Множество различных типов специальных средств могут использоваться человеком для перемещения по поверхности воды. Эти устройства могут использоваться как для развлекательных целей, так и для целей обучения. Обычные устройства для имитации волн используют водяные насосы, соединенные с соплами или струйными аппаратами для направления потока воды по множеству поверхностей и позволяют человеку скользить по потоку воды. Ходовая поверхность обычного имитатора волн обычно является жесткой или полужесткой и обладает низким коэффициентом трения. Тем не менее, в конструкциях таких систем есть еще много возможностей для повышения эффективности и удобства пользования. В частности, при развлекательной деятельности или спортивных соревнованиях, расположенных на открытом воздухе, так и в помещениях, имитация катания на волнах все чаще используется в качестве развлекательной деятельности, но, учитывая относительно короткую продолжительность катания, многие соревнования продолжаются в течение нескольких дней, и регулярная переустановка устройства в тех местах не осуществима. Несмотря на то, что были разработаны мобильные имитаторы волн для серфинга, они имеют сравнительно долгие и, как правило, сложные процедуры сборки или разборки, и это зачастую занимает больше времени, чем длительность самого события, что делает такие устройства нежелательными для многих потенциальных владельцев или организаторов событий. В стационарных имитаторах обычно используется большое количество деталей, требующих большого количества транспортных контейнеров для их сборки, связанных с транспортировкой и сборкой имитаторов в требуемом местоположении. Данные устройства обладают большим весом, в том числе из-за большого объема воды, невозможностью транспортировки в другие места и большой стоимостью.

Известна полезная модель, относящаяся к развлекательным аттракционам на воде для детей и взрослых, состоящая из емкости для воды, выполненной в виде объемной фигуры Г-образной формы, решетки для стока воды, бортов безопасности, эластичной рабочей поверхности, погружного нагнетателя (описание полезной модели к патенту РФ №136972, дата подачи заявки 30.08.2013, МПК A63G31/00, опубл.27.01.2014).

Данный аттракцион является небезопасным для использования, поскольку отсутствует регулировочная и прижимная пластины, соединенные с соплом, что при большом давлении выходящей воды делает невозможным катание на воде ввиду неорганизованного выходного потока; отсутствует электрический щит управления с заземлением, отвечающий за частоту вращения насоса, силу выходящего напора воды и при угрозе безопасности отключающий питание в установке.

Известна полезная модель, относящаяся к развлекательным аттракционам на воде для детей и взрослых, состоящая из емкости для воды, выполненной в виде объемной фигуры Г-образной формы, решеток для стекания воды, устройства для нагнетания воды, соединенного с приспособлением для транспортировки воды, нагнетающая часть которого соединена с Г-образным соплом, внутри которого, перед его выходным отверстием, расположена регулировочная пластина, шарнирно соединенная с внутренней верхней стенкой Г-образного сопла, а после выходного отверстия Г-образного сопла расположена прижимная пластина, шарнирно соединенная с верхней наружной частью сопла (описание полезной модели к патенту РФ №166040, дата подачи заявки 15.04.2016, МПК A63G31/00, опубл.10.11.2016).

Недостатками данного аттракциона являются форма емкости, не имеющая наклона для сбора загрязнений воды; отсутствие очистки воды, позволяющей использование аттракциона неограниченным количеством людей и в соответствии с санитарными нормами; использование Г-образных сопел для подачи воды на рабочую поверхность, так как под острым углом в самой конструкции сопла будут создаваться дополнительные гидродинамические нагрузки на внутренние стенки, разрушительно влияющие на конструкцию сопла и увеличивающие нагрузку на нагнетающее устройство; отсутствие электрического щитового управления с заземлением, отвечающего за частоту вращения насосов, силу выходящего напора воды и при угрозе безопасности отключающего питание в установке.

Известна полезная модель, относящаяся к развлекательным аттракционам на воде для детей и взрослых, состоящая из емкости для воды, выполненной в виде объемной фигуры Г-образной формы, эластичной рабочей поверхности, решеток для стекания воды, гребного винта, закрепленного на валу, соединенном с двигателем, Г- образного сопла в качестве устройства для нагнетания воды, внутри которого, перед его выходным отверстием, расположена регулировочная пластина, шарнирно соединенная с внутренней верхней стенкой Г-образного сопла, а после выходного отверстия Г-образного сопла расположена прижимная пластина, шарнирно соединенная с верхней наружной частью сопла (описание полезной модели к патенту РФ №166041, дата подачи заявки 15.04.2016, МПК A63G3/00, опубл.10.11.2016).

Недостатками данного аттракциона являются форма емкости, не имеющая наклона для сбора загрязнений воды; отсутствие очистки воды, позволяющей использование аттракциона неограниченным количеством людей и в соответствии с санитарными нормами; использование Г-образных сопел для подачи воды на рабочую поверхность, так как под острым углом в самой конструкции сопла будут создаваться дополнительные гидродинамические нагрузки на внутренние стенки, разрушительно влияющие на конструкцию сопла и увеличивающие нагрузку на нагнетающее устройство; отсутствие электрического щитового управления с заземлением, отвечающего за частоту вращения насосов, силу выходящего напора воды и при угрозе безопасности отключающего питание в установке.

Известна полезная модель, относящаяся к тренажерам на воде для детей и взрослых, состоящая из емкости для воды, выполненной в виде объемной фигуры Г - образной формы, решеток для стекания воды, устройства для нагнетания воды, соединенного с приспособлением для транспортирования воды, нагнетающая часть которого соединена с Г-образным соплом, внутри которого, перед его выходным отверстием, расположена регулировочная пластина, шарнирно соединенная с внутренней верхней стенкой Г-образного сопла, а после выходного отверстия Г- образного сопла расположена прижимная пластина, шарнирно соединенная с верхней наружной частью сопла (описание полезной модели к патенту РФ №172980, дата подачи заявки 16.02.2017, МПК A63G31/00, опубл.02.08.2017).

Недостатками данного аттракциона являются форма емкости, не имеющей возможности быстрого сбора и разбора; усложнение структуры нагнетания воды, что приводит к удорожанию и снижению надежности тренажера; рабочую поверхность из жесткого материала, что повышает риск травм и несчастных случаев на тренажере, наличие трубопроводов для сбора и фильтрования воды, что снижает надежность тренажера; расположение щита управления под емкостью с водой, что может привести к несчастным случая на тренажере.

Известно изобретение, относящееся к аттракционам на воде для детей и взрослых, состоящее из надувного резервуара для воды, надувной ходовой поверхности, такой чтобы на ней удерживался как минимум один человек, решеток для стока воды в резервуар, устройства для нагнетания воды, в виде насоса с соплом, установленного снаружи надувного резервуара и корпуса аттракциона (описание изобретения к патенту US20170136373, дата подачи заявки 31.01.2017, МПК A63G31/00, A63B 69/00, опубл.18.05.2017).

Недостатками являются устройство аттракциона, не имеющего возможности быстрого сбора и разбора; усложнение структуры надувного корпуса и резервуара, что приводит к удорожанию и снижению надежности аттракциона; форма резервуара для воды, предполагающее больший объем воды, для создания необходимого потока, что приводит к увеличению массы аттракциона.

Известно изобретение, относящееся к аттракционам c имитацией волны для детей и взрослых, состоящее из затворных шлюзов, протяженной жесткой ходовой поверхностью и гибкого гребня, конструкция устройства модульная (описание изобретения к патенту US6491589, дата подачи заявки 02.08.2000 г., опубл.10.12.2002).

Недостатками являются устройство аттракциона, сложное для быстрого сбора и разбора; крупные детали составного корпуса аттракциона, что приводит к удорожанию и снижению надежности аттракциона, увеличивая массу и габаритные размеры; большой резервуар для воды, предполагающий больший объем воды, для создания необходимого потока, что приводит к увеличению массы аттракциона и сложностям при очистке воды.

Известно изобретение, относящееся к способу и устройству для езды в аттракционе c имитацией волны для детей и взрослых, состоящее затворных шлюзов, протяженной ходовой поверхности и накопительного бассейна (описание изобретения к патенту US5271692, дата подачи заявки 04.03.1992 г., опубл.21.12.1993).

Недостатками являются устройство аттракциона - крупные детали составного

корпуса аттракциона, что приводит к удорожанию и снижению надежности аттракциона, увеличивая массу и габаритные размеры; большой резервуар для воды, предполагающий больший объем воды, для создания необходимого потока, что приводит к увеличению массы аттракциона.

Краткое описание изобретения

Существует ряд аналогичных технических решений, при использовании которых люди могут получить навыки катания на доске для серфинга. Все технические решения имеют сходные признаки: вода, подающаяся нагнетателем через сопло под большим давлением, образует постоянный поток на рабочей поверхности, которая в различных исполнениях имеет горизонтальную плоскость или меняет угол наклона. Человек, находящийся на доске для серфинга, скользит по потоку воды.

Задачей настоящего изобретения является создание такого устройства, конструктивное исполнение которого обеспечит достижение технического результата, заключающегося в снижении удельной массы аттракциона, за счет повышения мобильности разборной конструкции, уменьшения объема воды, необходимого для использования устройства, обеспечение использования насосных агрегатов меньшей мощности при меньшем объеме воды без потери мощности создаваемой волны.

Технический результат достигается с помощью устройства создания искусственной волны, содержащего сборно-разборный металлический каркас, что облегчает конструкцию устройства по сравнению с монолитной конструкцией как стационарного, так и модульного типа, а также позволяет производить транспортировку малогабаритным грузовым транспортом. На каркас натягивается пленка из полимерного материала. С помощью сборно-разборный функциональности каркаса и полимерной и пластичности полимерной плёнки, образуется емкость для воды, которая создана с помощью каркаса и плёнки, и может иметь переменную глубину любой возможной формы, повторяя форму каркаса, в том числе Г-образной формы в продольном сечении. Такая форма обеспечивает наличие мелкого и глубокого участка емкости у устройства создания искусственной волны.

Емкость для воды представляет собой резервуар из полимерного материала и служит для размещения нагнетателя для воды с полным или частичным погружением в воду для создания волны. Плоская верхняя и нижняя части устройства соединены эластичной, обладающей дополнительным усилением объемной ходовой поверхностью, которая может быть выполнена, к примеру, из однообъёмного надувного тела, либо из отдельных секций с надувными элементами или мягких пластин по типу «сэндвич». Ходовая поверхность выполнена наклонной и криволинейной, в сечении образующей вид параболы, что

обеспечивает безопасность устройства при его эксплуатации, а также уменьшение общей массы эксплуатируемого устройства.

Внутри резервуара с жидкостью находятся по крайней мере два нагнетателя с

подводящим устройством, соединенных с двигателями. Нагнетатель может представлять собой осевой насос с невысокой производительностью (например, производительность около 600 л/с), что дает уменьшение габаритных размеров нагнетателя, и возможность его расположения на глубоком участке резервуара с жидкостью для расположения всасывающего отверстия нагнетателя на уровне дна. Для достижения наилучшего технического результата количество нагнетателей в устройстве может быть два или более. Это позволяет уменьшить объем жидкости и снизить массу устройства. Нагнетатель соединен с двигателем. Двигатель может располагаться как за пределами аттракциона, так и под ним. Количество двигателей определяется количеством нагнетателей. Для перемещения жидкости используется сопло переменного сечения, в профильной (продольной) проекции, имеющее С-образную форму, а в фронтальной (поперечной) проекции – трапециевидную форму. Выходное отверстие каждого сопла расположено над нижней частью эластичной ходовой поверхности, конструкция сопла позволяет снизить гидродинамические потери и напряжение на стенки сопла и устройства в целом. Количество сопел определяется количеством нагнетателей. Перед выходным отверстием сопла расположена защитная пластина. Ширина защитной пластины равна ширине выходного отверстия сопла, что позволяет спрофилировать поток на всем выходном участке. Нагнетатель соединяется с двигателем через вал, и при необходимости, регулирования числа оборотов, дополнительно через редуктор. Двигатели соединены с шкафом управления для их безопасного плавного запуска и остановки.

Также технический результат достигается с помощью способа создания искусственной волны следующим образом.

Осуществляют монтаж каркаса, на каркас натягивают пленку из полимерного материала. Таким образом образуется резервуар для жидкости. Пленка, натянутая на каркас, повторяя его форму, представляет собой герметичную емкость, в которой находится жидкость необходимая для создания потока, имитирующего волну. Устанавливают эластичную ходовую поверхность соединяя плоскую нижнюю и плоскую верхнюю часть устройства. При необходимости надувают надувные элементы ходовой поверхности. Устанавливают по крайней погружной нагнетатель мощностью до 600 л/с, присоединенный к соплу, имеющему в продольном сечении С-образную форму и трапециевидную форму в поперечном сечении, также нагнетатель присоединяют к двигателям. Выходное отверстие сопла располагают над ходовой рабочей поверхностью. На плоской верхней и нижней частями устройства устанавливают дренажные решетки, через которые наполняют резервуар рабочей жидкостью, например, водой. Двигатели приводят в работу путем подключения к электрической сети, или за счет сгорания углеводородного топлива в камере двигателя внутреннего сгорания. Рабочую жидкость подают через С-образные сопла и выводят из выходного отверстия сопла в качестве сверхкритического потока текучей среды на ходовую эластичную поверхность, выполненную, например, из однообъемного надувного мата криволинейной формы, или армированной пленки по типу «сэндвич», поверхность которого обеспечивает минимальное трение с рабочей жидкостью. Преодолевая ходовую поверхность вода, или другая текучая жидкость, через дренажные решетки, расположенные на верхней плоской части устройства, соединенной с ходовой поверхностью, попадает в полимерный резервуар с водой, имеющий в своем составе глубокую и мелкую часть, стекая по мелкой части резервуара, вода под действием поступательной силы потока попадает в глубокую часть с жестким каркасом, где расположен нагнетатель. Для лучшего технического результата устанавливают по крайней мере два нагнетателя. Для задерживания воды в устройстве, а также безопасности пользования стенки резервуара выполняют из травмобезопасного материала, закрепленного по внутреннему и внешнему периметру устройства.

Для безопасного использования устройства производят очистку жидкости путем прохождения воды через фильтр, а также установкой ультрафиолетового обеззараживания воды. Управление двигателями производят через шкаф управления, который обеспечивает плавный пуск и остановку двигателей, защиту двигателей, а также защиту от поражения электрическим током. Двигатели могут запускаться как по одному, так и одновременно. Одновременный и поэлементный запуск двигателей дает возможность регулирования потока жидкости, обходимого для создания волны, за счет прокачиваемого объема жидкости и его скорости.

Совокупность данных признаков позволяет снизить массу конструкции за счет снижения массы элементов каркаса и увеличить возможность мобильности устройства в целом, что оказывает благоприятный экономический эффект. Так же снижение массы устройства достигается за счет уменьшения объема жидкости, необходимой для создания волны за счет наличия глубокой и мелкой части резервуара с жидкостью. Располагая в глубокой части нагнетатели жидкости, в роли которых могут выступать осевые насосы, на минимальном расстоянии от дна и снижая удельную мощность единичного нагнетателя, что позволяет уменьшить габариты, и расположить всасывающий патрубок нагнетателя жидкости максимально близко ко дну. Необходимые скорость и давления потока для создания волны достигается за счет прямого соединения сопла и нагнетателя, С-образного профиля сопла в продольном сечении и трапециевидную форму в поперечном сечении, что позволяет снизить гидравлические напряжения на сопло, а также на все устройство в целом, что позволяет уменьшить толщину корпуса данных элементов и снизить таким образом их массу. Скорость потока, высота волны может регулироваться жесткостью рабочей поверхности, которая регулируется в случае надуваемого мата степенью накачки, а в случае «сэндвича» степенью натяжения к каркасу, а также регулированием мощности двигателей, которые приводят в действие нагнетатели.

Волна создается за счет преодоления криволинейной геометрии ходовой поверхности критическим потоком жидкости, по мере приближения к подъемному участку, жидкость начинает терять скорость и подниматься вверх, что и создает эффект волны.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой схематический вид устройства в аксонометрической

проекции.

Фиг. 2 представляет собой схематический вид справа в разрезе.

Фиг. 3 представляет собой схематический вид каркаса устройства в

аксонометрической проекции.

Фиг. 4 представляет собой схематическое изображение С-образного сопла с

нагнетателем и двигателем в аксонометрической проекции.

Фиг. 5 представляет собой схематический вид справа С-образного сопла с

нагнетателем и двигателем.

Фиг. 6 представляет собой схематическое изображение редуктора.

Фиг. 7 представляет собой схематический вариант исполнения объемной ходовой поверхности.

Подробное описание изобретения

Подробное описание примерных вариантов осуществления настоящего изобретения ссылается на сопроводительные чертежи и изображения. Хотя эти примерные варианты осуществления описаны достаточно подробно, чтобы дать возможность специалистам в данной области техники реализовать изобретение следует понимать, что могут быть реализованы и другие варианты осуществления, и что могут быть сделаны логические и механические изменения без отклонения от сущности и объема изобретения. Таким образом, подробное описание здесь представлено только для целей иллюстрации, а не для ограничения.

Подробное описание устройства

Как показано на Фиг.1, устройство создания искусственной волны 100 показано на виде в перспективе. Устройство 100 представляет собой мобильное устройство, которое может транспортироваться от одного географического местоположения к другому или может быть скомпоновано так, чтобы быть собранным в одном месте, где оно предназначено для постоянного нахождения. Устройство 100 включает в себя: сборно-разборный каркас 200, ходовую поверхность 300, нагнетатели 400, С-образные сопла 500, двигатель 600.

Сборно-разборный каркас 200, который определяет границы для опорной конструкции, а именно тыльную часть 201, фронтальную часть 202 и боковые части 203 устройства 100.

Каркас 200 выполняется из конструкционного материала, преимущественно из стали с антикоррозионным покрытием, или из любого другого некорродирующего металла. Каркас 200 состоит из поперечных связей 204 и вертикальных стоек 205, которые соединены между собой болтовым соединением. Поперечные связи 204 и вертикальные стойки 205 образуют секции прямоугольного вида, из которых образуются тыльная часть 201, фронтальная часть 202 и боковые части 203. Секция образуется как минимум из двух вертикальных стоек 205 и двух поперечных связей 204. Секции между собой соединяются с помощью болтового соединения и образуют одну из частей каркаса (тыльную, фронтальную, боковую). Единичные элементы каркаса облегчают общую конструкцию устройства 100 по сравнению с монолитными стенками, как стационарного, так и модульного типа, а также позволяют производить транспортировку малогабаритным грузовым транспортом и существенно снизить массу устройства в целом.

Форма каркаса 200 дает возможность образовать емкость для жидкости 206, с помощью полимерной пленки 207, переменной глубины любой возможной формы, в том числе Г-образной формы в продольном сечении, такая форма обеспечивает наличие мелкого и глубокого участка емкости и аттракциона.

Различные формы каркаса 200 создаются за счет соединения поперечных связей 204 и вертикальных стоек 205 таким образом, что при соединении секций, можно получить различную высоту секций, что позволяет размещать глубокий и мелкие участки каркаса 200 различным образом, для достижения требуемого технического результата.

Емкость для жидкости 206 представляет собой резервуар из полимерного материала, образованный натянутой на каркас 200 полимерной пленкой 207. Емкость для жидкости в поперечном и продольном размере совпадает с размером всего устройства и содержит глубокую 208 и мелкую 209 часть. Глубокая 208 часть располагается во фронтальной части 202 устройства и служит для размещения нагнетателя 400 для жидкости. Фронтальной частью 202 будет считаться та часть конструкции, которая находится в ее лицевой, передней части, которую может видеть человек стоя так, что перед ним располагается сначала стенка каркаса 200, потом дренажная решетка 210, далее С-образное сопло 500, объемная ходовая поверхность 300, дренажная решетка 210 и стенка каркаса 200.

Глубокая часть 208 имеет жесткие стенки из стали, или любого другого конструкционного материала, с антикоррозионным покрытием. Жесткие стенки глубокой части 208 необходимы для удержания объема жидкости, имеют прямоугольную форму в своей проекции.

Циркуляция жидкости производится через решетки для стока воды 210, размещенные на плоской верхней площадке 212 и плоской нижней площадке 213,

выполненные из оцинкованной стали, или любого другого конструкционного материала с антикоррозийным покрытием, покрытые травмобезопасным мягким материалом, например, поролоном с пленкой из поливинилхлорида с армирующим слоем и акриловым покрытием. Борта устройства 211 выполнены из травмобезопасного материала, которым может служить поролон с пленкой из поливинилхлорида с армирующим слоем и акрилом покрытием.

Плоская верхняя площадка 212 и плоская нижняя площадка 213 устройства 100, располагающиеся выше емкости с жидкостью 205, в тыльной части 201 и фронтальной части 202 соответственно, соединены эластичной ходовой поверхностью 300.

Над плоской нижней площадкой 213 располагаются выходные отверстия С-образных сопел 500.

Эластичная ходовая поверхность 300, может быть выполнена, к примеру, из однообъёмного надувного мата 301 или пленки по типу «сэндвич» 302 криволинейной, в сечении образующей вид параболы, с плоской верхней частью устройства, располагающейся в тыльной части 201 устройства над резервуаром с жидкостью 206.

Ходовая поверхность 300 предполагает возможность дополнительного усиления собственной конструкции. Дополнительное усиление объемной ходовой поверхности достигается за счет использования армирующего слоя 303, выполненного, к примеру, из полимерной жесткой сетки. Армирующий слой 303 может представлять собой продольные, поперечные полосы материала, так и их комбинированное расположение и располагается данный слой в основании объемной ходовой поверхности. Жесткость надувной ходовой поверхности 300 определяется уровнем накачивания объемной ходовой поверхности.

Полностью накачанная объемная ходовая поверхность 300 имеет максимальную жесткость, что выражается в отсутствии деформации в каком-либо из направлений под давлением потока воды. При таком уровне накачки скорость потока жидкости максимальна, а его турболизированность минимальна, при равных условиях работы нагнетателей. Под максимальным уровнем накачки следует понимать, что весь внутренний объем объемной ходовой поверхности 300 занимает газ, с таким давлением, что не происходит механического разрушения при эксплуатации. При снижении накачки, скорость жидкости будет незначительно меняться в сторону снижения, а турболизация потока увеличиваться.

Турболизация потока будет возникать за счет криволинейности поверхности и смешения потоков жидкости на объемной ходовой поверхности 300.

Ходовая поверхность 300 соединена с каркасом 200 (например, по краям, сторонам и/или периметру ходовой поверхности 300 в одном возможном примере) и образует поверхность на которую падает поток жидкости для скольжения, подаваемый нагнетателями 400 через С-образные сопла 500. Борта устройства 211 соединены с ходовой поверхностью 300 и/или каркасом 200, чтобы способствовать удержанию жидкости на ходовой поверхности 300 до тех пор, пока жидкость не достигнет решеток для стока воды 210 в тыльной части 201 устройства для серфинга 100.

Внутри емкости с жидкостью 206 находятся погружные нагнетатели воды 400 с подводящим устройством 401, который может быть соединён с двигателем 600 через систему валов 601, и при необходимости, регулирования числа оборотов редуктора 602. Нагнетатель 400 может представлять собой осевой насос с производительностью до 600 л/с, необходимой для создания критического потока жидкости, с прямым приводом и подводящим устройством 401, или иной вид гидротурбины. Мощность насоса определяется объемом прокачиваемой через него жидкости, напором и количеством насосов, что в свою очередь влияет на мощность двигателя, приводящего в действие насос.

Осевой насос представляет собой лопастной насос, перемещение рабочего тела в котором происходит непрерывным потоком за счет взаимодействия этого потока рабочего тела с подвижными вращающимися элементами, выполняющими роль лопастей ротора и неподвижными лопастями корпуса, при этом движение рабочего тела происходит в осевом направлении, то есть, сонаправленно оси вращения ротора. Силовое воздействие потока рабочего тела с лопастным колесом осевого насоса возникает вследствие разности давлений по обе стороны каждой лопасти. В конструкции устройства создания искусственной волны 100 может быть применен редуктор 602 зубчато-ременный с одним входным валом и двумя выходными, для регулирования числа оборотов, передаваемых от двигателя к нагнетателю. Нагнетатель 400 может развивать скорость потока жидкости до 50 км/ч. Количество нагнетателей 400 в устройстве 100 может быть два и более. Наличие как двух и более нагнетателей 400 дает возможность не использовать нагнетатель большого габарита, и дает возможность расположения нагнетателей меньшей мощности на глубоком участке 208 емкости с жидкостью 205 для расположения всасывающего отверстия 402 нагнетателя 400 на уровне дна. Это позволяет уменьшить объем жидкости и снизить массу и устройства 100. Количество сопел 500 определяется количеством нагнетателей 400.

Двигатель 600 нагнетателя 400 может располагаться как за пределами аттракциона, так и под ним. Для перемещения жидкости используется тракт в виде С-образных сопел 500, переменного сечения, в профильной проекции имеющие С-образную форму, а в фронтальной проекции - трапециевидную форму, выходное отверстие которого расположено над нижней частью эластичной ходовой поверхности 300. Перед выходным отверстием С-образного сопла 500 расположена защитная прижимная пластина 501. Очистка жидкости осуществляется путем прохождения воды через фильтр 403 с нагнетателем 400, а также установкой ультрафиолетового обеззараживания 404 жидкости. Управление двигателями 600 производится через шкаф управления 603, который обеспечивает плавный пуск и остановку двигателей 600, защиту двигателей 600, а также защиту от поражения электрическим током. Кроме того, ширина прижимной пластины 501 равна ширине выходного отверстия С-образного сопла 500, что позволяет спрофилировать поток на всем выходном участке.

С-образные сопла 500, направляющие жидкость, обеспечивают заданную величину, объем и скорость, и/или поток текучей среды на ходовую поверхность 300, количество, объем и скорость потока текучей среды может быть переменным. Прижимная пластина 501 проходит над или соединена с соплами 500, чтобы способствовать предотвращению попадания чего-либо, к примеру элементов одежды, рабочего инвентаря, на ходовую поверхность 300. Прижимная пластина 501 выполнена жесткой или полужесткой, и/или может быть выполнена или покрыта мягким материалом для улучшения комфорта человека в случае столкновения с ним. Жесткое исполнение прижимной пластины 501 подразумевает под собой отсутствие мягкого покрытия, а полужесткое имеет поверх жесткого конструктивного элемента, мягкое покрытие, к примеру, из поролона с полимерной пленкой.

Таким образом, устройство 100 выполнено с возможностью протекания воды (или любой другой жидкости) из сопел 500 или других направляющих жидкость элементов на фронтальной части устройства 100, на ходовую поверхность 300, которая может включать в себя наклонную (например, простирающийся вверх плоский или искривленный участок,) часть, где вода сливается и циркулирует обратно к соплам через несколько нагнетателей 400 для повторной подачи потока на ходовую поверхность 300. Жидкость дренируется в полость или резервуар под ходовой поверхностью 300 через дренажные решетки 210.

На Фиг.4 показан вид в перспективе узла нагнетателя 400 и сопла 500 для использования с устройством для серфинга 100 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Узел насоса 400 и сопла 500 включает в себя всасывающее впускное отверстие 402, которое включает в себя сетку или решетку 405 для всасывания через него воды (например, вода из резервуара для воды надувного устройства для серфинга). Сетка или решетка 405 может быть выполнена так, чтобы препятствовать всасыванию или иным попаданию посторонних предметов, превышающих заданный размер, в узел нагнетателя 400 и сопла 500. В одном варианте осуществления всасывающее впускное отверстие 402 может быть выполнено из стального материала. Узел нагнетателя 400 и сопла 500 может быть выполнен так, чтобы быть частично погруженным (например, часть насосной трубки на конце, ближайшем к всасывающему отверстию, может быть расположена в резервуаре для воды устройства для серфинга 100 и, таким образом, погружена в воду, в то время как часть насосной трубки на конце, удаленном от всасывающего впускного отверстия, может быть расположена снаружи емкости для жидкости 206 устройства для серфинга 100 и, таким образом, не погружена в воду).

Дополнительные или меньшее количество элементов или компонентов могут быть добавлены или удалены из устройства для серфинга 100 в альтернативном варианте осуществления. Альтернативные варианты осуществления могут использовать модифицированные или различные формы, размеры или конфигурации, отличные от тех, которые явно показаны в варианте осуществления, показанном на Фиг. 1 могут использоваться другие типы текучей среды или смазки для скольжения человека на ходовой поверхности 300. Любой из множества дополнительных или альтернативных частей может использоваться в сочетании с проиллюстрированными компонентами на Фиг. 1. и выполненный из надувного материала, частично надувного материала, или ненадувного материала.

Подробное описание способа.

Определяют место сборки для установки устройства. Рекомендуется устанавливать устройство на выровненной площадке, что приведет к стабильной и надежной работе устройства. Монтаж производят путем соединения вертикальных и горизонтальных опор и балок с поперечными связями, соединение производится с помощью болтов и гаек в одном направлении до присоединения последних элементов в целостную конструкцию прямоугольного сечения, не превышающую следующих размеров: длина - 14 метров, ширина -11 метров. На рабочий каркас натягивается пленка из полимерного материала, образующая резервуар для рабочего тела. Устанавливаются осевые насосы, присоединенные к С-образным соплам, имеющим в продольном сечении дугообразную форму, и к приводным двигателям. Выходное отверстие С-образного сопла располагается над ходовой рабочей поверхностью, соединяющей плоскую нижнюю и плоскую верхнюю часть устройства. На плоской верхней и нижней части устройства устанавливаются дренажные решетки, через которые наполняется резервуар рабочей жидкостью телом и через которые происходит циркуляция рабочей жидкости, например, воды в ходе эксплуатации устройства. Объем рабочей жидкости устройства не превышает 50 кубических метров. В глубокую часть образованной емкости устанавливаются жесткие стенки из конструкционного материала. Данная конструкция обеспечивает сбор рабочего тела для поступления в осевой насос, который устанавливается в этой емкости. Осевой насос соединяется через вал, и при необходимости, регулирования числа оборотов, и редуктор, с двигателями, которые располагаются за корпусом всего устройства. Двигатели приводятся в работу путем подключения к электрической сети, или за счет сгорания углеводородного топлива в камере ДВС. Приведенные в работу двигатели приводят во вращение валы, которые сообщают вращательное движение лопастям осевого насоса. При вращении рабочего колеса осевого насоса в потоке рабочего тела возникает разность давлений по обе стороны каждой лопасти, и как следствие, силовое воздействие потока рабочего тела с лопастным колесом. Силы давления лопастей на поток создают вынужденное вращательное и поступательное движение рабочего тела, увеличивая его давление и скорость. Скорость потока может достигать 50 км/ч, это обеспечивается единичной мощностью осевого насоса до 600 л/с. Рабочую жидкость, в качестве которой выступает вода, или другая жидкость, подают в С-образные сопла и выводят из выходного отверстия сопла в качестве сверхкритического потока текучей среды на ходовую эластичную поверхность, выполненную например из однообъемного надувного мата криволинейной формы, или армированной пленки по типу «сэндвич», поверхность которого обеспечивает минимальное трение с рабочим телом. Рабочая ходовая поверхность крепится к каркасу по всему периметру с помощью строп. Рабочая ходовая поверхность приобретает профиль океанской волны с помощью системы натяжки полотна, которая представляет собой такелажные элементы – шпилька с О-образным кольцом, карабин и стропа. Профиль рабочей ходовой поверхности создает на набегающем потоке рабочей жидкости волнообразный профиль высотой до 1 метра. Выходное отверстие имеет прямоугольную форму, площадью достаточной для создания у потока рабочего тела скорости до 50 км/ч и давления до 0,7 атм. Сопло располагают чуть ниже или на уровне нижнего края эластичной ходовой поверхности. Преодолевая ходовую поверхность вода, или другая текучая жидкость, через дренажные решетки, расположенные на верхней плоской части устройства, соединенной с ходовой поверхностью, попадает в полимерный резервуар с водой, имеющий в своем составе глубокую и мелкую часть, стекая по мелкой части резервуара, вода под действием поступательной силы потока попадает в глубокую часть с жестким каркасом, где расположены насосы. Для задерживания воды в устройстве, а также безопасности пользования используются стенки, выполненные из травмобезопасного материала, закрепленного по внутреннему и внешнему периметру устройства.

Описание примеров осуществления заявленного изобретения предоставлено для того, чтобы дать возможность любому специалисту в данной области техники изготовить или использовать раскрытые способы и устройство. Различные модификации этих примеров будут очевидны специалистам в данной области техники, и описанные здесь принципы могут быть применены к другим примерам без отклонения от сущности и объема раскрытого способа и устройства. Описанные варианты осуществления должны рассматриваться во всех отношениях только как иллюстративные, а не ограничивающие, и объем изобретения представляет собой, поэтому, как указано в прилагаемой формуле изобретения, а не предшествующим описанием. Все изменения, которые находятся в пределах смысла и диапазона эквивалентности формулы изобретения, должны быть включены в объем изобретения. Специалисты в данной области техники могут реализовать описанные функциональные возможности различными способами для каждого конкретного применения, но такие решения по реализации не должны интерпретироваться как вызывающие отклонение от объема раскрытого устройства и способов. Этапы способа или алгоритма также могут выполняться в альтернативном порядке от этапов, представленных в примерах.

Настоящее изобретение относится к аттракционам, таким как имитаторы серфинга или другие волновые машины, которое обеспечивает повышение эффективности водного аттракциона, снижение массы и габаритов конструкции, упрощение его изготовления, снижение себестоимости снижение затрат на его эксплуатацию. Водный аттракцион содержит в себе емкость для воды, выполненную в виде объемной фигуры прямоугольной формы, образованной сборно-разборным металлическим каркасом с полимерной пленкой, решетки для стока воды, борта безопасности, нагнетатели жидкости, объемную ходовую поверхность и С-образные сопла. Внутри емкости находится погружное устройство, передающее жидкость на ходовую поверхность, выходное отверстие которого расположено над нижней частью надувной ходовой поверхности. С помощью указанного устройства реализуется и заявленный способ создания искусственной волны. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство создания искусственной волны, содержащее сборно-разборный металлический каркас, полимерную пленку, которая натянута на каркас и вместе с каркасом образует емкость для воды переменной глубины, нижнюю плоскую часть и верхнюю плоскую часть, которые соединены эластичной ходовой поверхностью, имеющей дополнительное усиление, по крайней мере два нагнетателя, подающие жидкость через С-образные в профильном сечении сопла, включающие в поперечном сечении трапециевидную форму, и двигатель, соединённый с нагнетателями.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ходовая поверхность выполнена частично надувной.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ходовая поверхность выполнена полностью надувной.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ходовая поверхность выполнена из множества надувных сегментов, соединенных между собой.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нагнетатель представляет собой осевой насос мощностью до 600 л/с.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нагнетатель соединен с двигателем через редуктор.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выходное отверстие С-образных сопел имеет прямоугольную форму в поперечном сечении.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что двигатель соединен со шкафом управления.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что перед выходным отверстием С-образного сопла расположена защитная пластина.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что ширина пластины равна ширине выходного отверстия С-образного сопла.

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по внутреннему и внешнему периметру устройства закреплен травмобезопасный материал.

12. Способ создания искусственной волны, заключающийся в том, что осуществляют монтаж каркаса, на каркас натягивают пленку из полимерного материала, образующую резервуар для рабочей жидкости переменной глубины, устанавливают ходовую поверхность с дополнительным усилением, надувают элементы ходовой поверхности, устанавливают по крайней мере два нагнетателя, присоединенных к С-образным в профильном сечении соплам, включающим в поперечном сечении трапециевидную форму, и к двигателю, устанавливают дренажные решетки, наполняют резервуар рабочей жидкостью, приводят в работу двигатель, рабочую жидкость подают в С-образное сопло и выводят из выходного отверстия сопла, создавая волну.

13. Способ создания искусственной волны по п.12, отличающийся тем, что двигатель приводят в работу путем подключения к электрической сети.

14. Способ создания искусственной волны по п.12, отличающийся тем, что двигатель приводят в работу за счет сгорания углеводородного топлива в камере двигателя внутреннего сгорания.

15. Способ создания искусственной волны по п.12, отличающийся тем, что по внутреннему и внешнему периметру устройства закрепляют травмобезопасный материал.

16. Способ создания искусственной волны по п.12, отличающийся тем, что производят очистку жидкости путем прохождения воды через фильтр.

17. Способ создания искусственной волны по п.12, отличающийся тем, что управление двигателем производят через шкаф управления.

18. Способ создания искусственной волны по п.12, отличающийся тем, что жесткость надувной рабочей поверхности регулируют путем регулирования уровня надувания надуваемой ходовой поверхности.