Чашеобразное сопло выпуска душевых струй и душевая лейка Российский патент 2023 года по МПК B05B1/18 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к чашеобразному соплу выпуска душевых струй, которое содержит полость, боковую стенку, ограничивающую полость перпендикулярно продольной оси сопла, и основание, которое ограничивает полость с выпускной стороны в направлении продольной оси, выполнено из упругого материала и содержит структуру отверстий выпуска душевых струй, состоящую из одного или более отверстий выпуска душевых струй с открытой выходной конфигурацией, при этом основание служит для того, чтобы с его структурой отверстий выпуска душевых струй упруго деформироваться в полости под действием рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, и при этом плавно увеличивать проходное сечение структуры отверстий выпуска душевых струй при повышении рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, в пределах диапазона нормального рабочего давления. Кроме того, изобретение относится к душевой лейке с одним или более такими соплами выпуска душевых струй.

Уровень техники

Сопла выпуска душевых струй такого и аналогичного типа находят широкое применение в душевых лейках, в частности, в сантехнических душевых лейках. Упругая деформируемость основания может быть использована в различных целях. В указанном типе сопел структура отверстий выпуска душевых струй, состоящая из одного или более отверстий выпуска душевых струй, имеет открытую начальную конфигурацию, при этом понимается, что уже в безнапорном начальном состоянии, в котором в полости сопла отсутствует давление или во всяком случае отсутствует значимое давление текучей среды, структура отверстий выпуска душевых струй имеет открытую конфигурацию, т.е. конфигурацию, обеспечивающую возможность прохода текучей среды. Иными словами, проходное сечение структуры отверстий выпуска душевых струй, т.е. их эффективное пропускное поперечное сечение, определяющее проход через душевую лейку текучей среды, уже в безнапорном начальном состоянии больше нуля в отличие от сопел другого типа, которые в безнапорной начальной конфигурации являются закрытыми и открываются только под действием прилагаемого давления текучей среды.

Под рабочим давлением текучей среды, проходящей через душевую лейку, в данном описании, как следует из названия, следует понимать давление текучей среды, проходящей через душевую лейку, в процессе работы сопла выпуска душевых струй, при этом имеется в виду надлежащий нормальный режим работы сопла, а не особые ситуации, как, например, ситуации с чрезмерным давлением, в которых давление текучей среды, проходящей через душевую лейку, в полости сопла превышает диапазон нормального рабочего давления, например, по причине засорения структуры отверстий выпуска душевых струй. Точнее говоря, под рабочим давлением текучей среды, проходящей через душевую лейку, понимается такое давление текучей среды в нормальном режиме работы сопла выпуска душевых струй, которое устанавливается в полости сопла, поэтому оно также называется внутренним давлением сопла или сокращенно внутренним давлением. При этом диапазоном нормального рабочего давления называется область давления, в которой лежит или в зависимости от текущих условий эксплуатации может лежать давление текучей среды в нормальном режиме работы сопла. Так, например, фактическое рабочее давление текучей среды может зависеть, например, от конкретных государственных или региональных предписаний или от реальных условий обеспечения соответствующей текучей средой, в частности, от коммунальной системы водоснабжения, а также от конструкции соответствующей душевой лейки и ее эксплуатационного состояния. В случае сантехнических душевых леек, которые подключены к коммунальной системе водоснабжения, давление подачи со стороны здания обычно лежит, например, в диапазоне примерно от 0,5 бар до примерно 1,5 бар, а рабочее давление текучей среды, проходящей через душевую лейку, в полости сопла, т.е. внутреннее давление сопла, в диапазоне нормального давления принимает значения, например, в диапазоне от 0 бар до примерно 0,4 бар, преимущественно - примерно между 0,2 бар и 0,4 бар. Внутреннее давление сопла более, чем примерно 0,5 бар, которое может возникать в традиционных душевых лейках, например, по причине засорения сопел, как правило, является нежелательным для сантехнических душевых леек из-за сопутствующей этому опасности повреждения сопла или душевой лейки под действием нагрузки давлением, что можно предотвратить, например, путем установки редукционных клапанов.

Сопло выпуска душевых струй такого типа раскрыто в опубликованной заявке US 2003/0062426 А1. В этом сопле основание образовано, например, тремя или четырьмя откидными частями, которые на выпуске сопла отстоят от боковой стенки радиально внутрь, и между которыми образовано единственное отверстие выпуска душевой струи сопла. Во время работы душевой лейки откидные части под действием рабочего давления текучей среды в полости в зависимости от величины рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, упруго изгибаются наружу в радиальном и осевом направлениях, т.е. параллельно продольной оси сопла. В безнапорной начальной конфигурации отверстие выпуска душевой струи состоит из относительно малого центрального отверстия и щелевых участков, которые отходят от него лучами радиально наружу до боковых стенок, и которые отделяют соседние откидные части друг от друга, т.е. отверстие выпуска душевой струи имеет звездообразную или крестообразную основную форму. В результате раскладывания откидных частей под действием прилагаемого рабочего давления текучей среды проходное сечение отверстия выпуска душевой струи увеличивается, что должно обеспечивать автоматическую адаптацию сопротивления сопла к различным скоростям движения потока текучей среды. При этом отверстие выпуска душевой струи качественно изменяет свою форму поперечного сечения на более округлую форму. В качестве альтернативы там предлагаются цилиндрические сопла без основания, боковая стенка которых может упруго деформироваться под действием рабочего давления текучей среды, для чего указанная боковая стенка снабжена осевыми прорезями.

В основании чашеобразного сопла выпуска душевых струй, раскрытого в опубликованной заявке DE 102016225 987 А1, выполненного из упругого материала и выгибаемого при деформации под действием создаваемого в полости рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, образовано множество отверстий выпуска душевых струй в виде тонкораспыляющих отверстий, при этом дополнительно к основанию боковая стенка также предпочтительно выполнена из упругого материала и конфигурирована таким образом, чтобы она, как и основание, выгибалась при деформации в зависимости от давления текучей среды. Предполагается, что при такой конфигурации сопла можно получать туманообразную тонкую душевую струю при одновременной относительно малой чувствительности к явлениям засора, вызываемым частицами загрязнений и известковыми отложениями.

В душевой головке, раскрытой в опубликованной заявке DE 4039337 А1, чашеобразные цилиндрические упругие струеобразователи, в основании которых предусмотрено одно круглое отверстие выпуска душевой струи диаметром примерно 1,2 мм, точно вставлены в круглые приемные отверстия диаметром примерно от 2 мм до 10 мм жесткой струйной пластины. Под действием рабочего давления текучей среды основание может деформироваться с выгибанием наружу, при этом должна обеспечивается возможность автоматического откалывания или отрыва известковых отложений.

Кроме того, известны многочисленные варианты осуществления сопел выпуска душевых струй, в которых боковая стенка и, возможно, имеющееся основание из упругого материала выполнены таким образом, что они деформируются только под действием давления, создаваемого пользователем, в частности, для удаления известковых отложений. При этом сопла и, в частности, их отверстие выпуска душевой струи, под действием рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, создаваемого в процессе работы душевой лейки, должны, напротив, сохранять форму и поэтому не деформироваться, чтобы обеспечивать постоянный характер струй, для чего их боковая стенка и, возможно, имеющееся основание выполнены с соответствующим сопротивлением сжатию. Выложенное описание WO 95/22407 А1 раскрывает такое сопло выпуска душевых струй в форме чашеобразного кольца из упругого материала, при этом в указанно описании дополнительно упоминается возможность того, что чашеобразное кольцевое основание сопла с выгнутой внутрь или плоской конструкцией выгибается наружу под действием рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку.

Известны также сопла выпуска душевых струй, структура отверстий выпуска душевых струй которых имеет не открытую, а закрытую начальную конфигурацию, т.е. их проходное сечение в безнапорной начальной конфигурации равно нулю, при этом структура отверстий выпуска душевых струй открывается только под действием рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку. Сопло выпуска душевых струй такого типа раскрыто в опубликованной заявке ЕР 1700636 А2. В сопле выпуска душевых струй такого типа соответствующее отверстие выпуска душевой струи образуется или закрывается упругой закрывающей мембраной, снабженной прорезями, которые являются закрытыми в безнапорном состоянии, и при помощи которых закрывающая мембрана может открываться под действием давления текучей среды. Сопла такого типа обычно используются в сантехнических душевых лейках для того, чтобы предотвратить нежелательный эффект подтекания. Другое сопло выпуска душевых струй этого типа раскрыто в опубликованной заявке DE 3101808 А1.

Раскрытие сущности изобретения

Ввиду вышеуказанного технической задачей настоящего изобретения является обеспечение сопла выпуска душевых струй указанного вначале типа, которое является более усовершенствованным по сравнению с вышеуказанным уровнем техники, в частности, в отношении характеристики создаваемой душевой струи при различных высоких рабочих давлениях текучей среды, проходящей через душевую лейку, и предпочтительно также в отношении создания относительно тонких душевых струй, меньшей подверженности к осаждению известковых отложений и приемлемо низкой производственной себестоимости. Кроме того, задачей изобретения является обеспечение соответствующей душевой лейки.

Указанная задача решена в настоящем изобретении за счет обеспечения сопла выпуска душевых струй с признаками, раскрытыми в пункте 1 формулы изобретения, а также душевой лейки с признаками, раскрытыми в пункте 10 формулы изобретения. Предпочтительные дополнительные варианты осуществления изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения, содержание которых настоящим сделано частью описания посредством ссылки. Это включает в себя также, в частности, все варианты осуществления изобретения, которые являются результатом комбинаций признаков, определенных путем обратных ссылок в зависимых пунктах формулы изобретения.

В соответствии с первым аспектом изобретения в случае сопла выпуска душевых струй согласно изобретению структура отверстий выпуска душевых струй расположена на расстоянии от боковой стенки, а основание на внутренней и/или на наружной стороне содержит ослабленный участок с уменьшенной толщиной стенки по сравнению с прилегающей областью основания, при этом ослабленный участок служит для того, чтобы упруго деформироваться под действием рабочего давления текучей среды, создаваемого в полости.

Как оказалось, и как может быть подтверждено компьютерным моделированием и/или экспериментальными испытаниями, эта мера очень эффективно способствует тому, чтобы сконфигурированное таким образом сопло выпуска душевых струй могло обеспечивать и поддерживать требуемую характеристику душевой струи для различных рабочих давлений текучей среды. В частности, эта мера помогает тому, чтобы обеспечивать требуемое плавное увеличение проходного сечения структуры отверстий выпуска душевых струй при повышении рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, и одновременно оказывать определенное влияние на форму поперечного сечения структуры отверстий выпуска душевых струй при изменении рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, в пределах диапазона нормального рабочего давления, например, в основном, качественно сохранять эту форму или альтернативно изменять ее требуемым образом. Это способствует тому, чтобы обеспечивать, например, сохранять или специально изменять, соответствующую требуемую характеристику душевой струи, т.е. требуемый вид или требуемую структуру душевой струи в различных нормальных рабочих состояниях, когда в полости сопла создаются различные рабочие давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, например, вследствие различного давления воды в разных наружных водопроводных сетях, вследствие кратковременных колебаний давления подаваемой воды или вследствие разного объемного расхода текучей среды, проходящей через душевую лейку, который может с изменениями задаваться пользователем при помощи запорной арматуры, установленной выше по потоку, и обусловленных этим изменений рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, в полости сопла.

Поскольку структура отверстий выпуска душевых струй расположена на расстоянии от боковой стенки сопла, все соответствующие отверстия выпуска душевых струй находятся в той части основания, которая расположена на расстоянии от боковой стенки сопла, что позволяет особенно хорошо передавать на основание действие боковой стенки, стабилизирующее форму. Ослабленный участок основания позволяет осуществлять специальное задание вида и степени упругой деформации под действием давления текучей среды. Стенка основания на ослабленном участке по причине ее малой толщины легче подвержена деформации, чем соседняя часть стенки основания большей толщины, поэтому, благодаря определенной конфигурации ослабленного участка в отношении его формы и толщины, можно специально оказывать влияние и, таким образом, определять деформацию основания в зависимости от давления текучей среды. В частности, в случае необходимости при помощи соответствующей конфигурации ослабленного участка основание может быть выполнено таким образом, чтобы, с одной стороны, в соответствии с требованиями проходное сечение структуры отверстий выпуска душевых струй плавно увеличивалось при повышении рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, в пределах диапазона нормального рабочего давления, а, с другой стороны, форма поперечного сечения структуры отверстий выпуска душевых струй при изменении рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, в пределах диапазона нормального рабочего давления, оставалась хорошо регулируемой, например, оставалась в значительной степени неизменной или приобретала заданное изменение формы. Достоинством такого сопла является гораздо более плоская характеристическая кривая зависимости повышения давления текучей среды в сопле от увеличения объемного расхода текучей среды, проходящей через сопло, по сравнению с традиционной конструкцией жестких сопел, не деформирующихся в зависимости от давления текучей среды, при этом форма поперечного сечения структуры отверстий выпуска душевых струй в зависимости от потребности и варианта применения может качественно сохраняться или в определенных случаях также специально изменяться в соответствии с заданием в зависимости от давления текучей среды. Указанный ослабленный участок может способствовать, в частности, тому, чтобы, обеспечить высокую степень плавности зависимости деформации основания и вытекающего из этого расширения соответствующего отверстия выпуска душевой струи от повышения внутреннего давления сопла, чтобы предотвращать скачкообразные изменения формы поперечного сечения и проходного сечения отверстия выпуска душевой струи при изменении внутреннего давления сопла.

В соответствии со вторым аспектом изобретения структура отверстий выпуска душевых струй сопла выпуска душевых струй согласно изобретению содержит по меньшей мере одно отверстие выпуска душевой струи с чередующимися увеличенным и уменьшенным радиусами в окружном направлении и образованием чередующихся выступающих областей и углубленных областей, при этом выступающие области имеют закругленную форму с соответствующим минимальным радиусом кривизны выступа, а углубленные области также имеют закругленную форму с соответствующим минимальным радиусом кривизны углубления. При этом значения минимальных радиусов кривизны выступов и минимальных радиусов кривизны углублений лежат в диапазоне от 0,01 мм до 1 мм. Дополнительно или альтернативно этим размерным характеристикам отношение величин минимальных радиусов кривизны выступов и минимальных радиусов кривизны углублений составляет от 0,3 до 2,5. При этом, если структура отверстий выпуска душевых струй содержит множество отверстий выпуска душевых струй, все эти отверстия выпуска душевых струй или только их часть имеет такую форму с выступающими и углубленными областями.

Как оказалось, и как также может быть подтверждено компьютерным моделированием и/или экспериментальными испытаниями, сконфигурированная таким образом структура отверстий выпуска душевых струй позволяет получать особенно предпочтительную характеристику душевой струи. При этом установлено, в частности, что последовательное чередование выступающих и углубленных областей и их соответствующая, достаточно закругленная форма с указанными минимальными радиусами кривизны или с их отношением величин, не сильно отклоняющихся от значения, которое лежит в диапазоне от 0,3 до 2,5, способствует получению предпочтительной характеристики душевой струи, выходящей из соответствующего отверстия выпуска душевой струи, при этом также оказалось, что вследствие такой конфигурации отверстия выпуска душевой струи может быть получена требуемая стабильно благоприятная характеристика душевой струи в широком диапазоне возможного рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, а не только для точно определенного рабочего давления этой текучей среды или для узкой области рабочего давления текучей среды внутри всего практически существующего диапазона рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку. При этом отверстие выпуска душевой струи с его закругленными выступающими и углубленными областями непредвиденным поразительным образом позволяет получать предпочтительную характеристику душевой струи для возможных давлений текучей среды в широком диапазоне нормального рабочего давления и в максимально возможной степени поддерживать образующиеся при этом различные расширенные формы поперечного сечения отверстия выпуска душевой струи. Душевая струя, выходящая из такого отверстия выпуска душевой струи, может в значительной степени сохранять свою форму на протяжении относительно длинного участка пути после выхода из отверстия выпуска душевой струи, не распадаясь на отдельные струи или капли уже на небольшой длине пути. Это можно объяснить соответствующим положительным влиянием закругленных выступающих и углубленных областей отверстия выпуска душевой струи на режим потока в душевой струе, в котором например, могут быть исключены турбулентности и сингулярности текучей среды, проходящей через душевую лейку, которые могли бы быть вызваны острыми или угловыми кромками отверстия выпуска душевой струи. С другой стороны, минимальные радиусы кривизны углублений или минимальные радиусы кривизны выступов, превышающие 1 мм, могут затруднять деформацию основания в области отверстия выпуска душевой струи и поэтому не обеспечивают требуемых достоинств для определенных вариантов применения.

Согласно третьему аспекту изобретения структура отверстий выпуска душевых струй сопла выпуска душевых струй согласно изобретению содержит по меньшей мере одно отверстие выпуска душевой струи с неплоской кромкой, которая имеет волнообразную форму с осевой компонентой, указывающей в направлении выхода текучей среды и противоположно выходу текучей среды относительно плоскости основания. При этом под направлением выхода текучей среды следует понимать направление продольной оси сопла, проходящее наружу из сопла, и при этом текучая среда выходит из сопла с компонентой направления, указывающей в этом направлении выхода текучей среды, в большинстве случаев - с компонентой главного направления, указывающей в этом направлении, т.е. параллельно ему или под острым углом к нему, составляющим менее 45°. При этом, если структура отверстий выпуска душевых струй содержит множество отверстий выпуска душевых струй, все эти отверстия выпуска душевых струй или только часть их может иметь такую неплоскую кромку.

Кроме того, как оказалось, и как также может быть подтверждено компьютерным моделированием и/или экспериментальными испытаниями, эта конфигурация соответствующего отверстия выпуска душевой струи также способствует тому, чтобы благоприятным образом обеспечивать, как требуемое плавное увеличение проходного сечения отверстия выпуска душевой струи и, таким образом, всей структуры выхода струи в целом при повышении рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, в пределах диапазона нормального рабочего давления, так и благоприятную характеристику душевой струи для различных рабочих давлений текучей среды, проходящей через душевую лейку, в пределах диапазона нормального рабочего давления, будь то сохранение в значительной степени постоянной формы поперечного сечения структуры отверстий выпуска душевых струй и получаемой из нее характеристики душевой струи в пределах диапазона нормального рабочего давления или возможность специального изменения ее требуемым образом, все это обеспечивается конкретной конфигурацией неплоской кромки соответствующего отверстия выпуска душевой струи. Благодаря своей волнообразной конфигурации относительно компоненты осевого направления, параллельного продольной оси сопла, в соответствии с которой кромка отверстия проходит по окружности с компонентой осевого направления, плавно изменяющейся в наружном направлении из полости сопла и во внутреннем направлении в полость сопла, обеспечивается высокая способность основания сопла к упругой деформации, которая требуется для изменения проходного сечения отверстия выпуска душевой струи при качественном сохранении его формы поперечного сечения, и таким образом, структуры отверстий выпуска душевых струй в широком диапазоне различных рабочих давлений текучей среды, проходящей через душевую лейку, при этом может быть получена очень равномерная деформируемость, т.е. высокая степень равномерности при изменении внутреннего давления сопла.

Оказалось, что три вышеуказанных аспекта изобретения, каждый по отдельности, и, как очевидно для специалиста в данном области техники из приведенной информации и пояснений, в любой комбинации из двух или всех трех аспектов способствуют обеспечению сопла выпуска душевых струй, которое, в частности, в отношении характеристики создаваемой им душевой струи даже при заметно отличающихся рабочих давлениях текучей среды, проходящей через душевую лейку, в пределах обычного диапазона нормального рабочего давления в полости сопла обеспечивает значительные преимущества по сравнению с указанными вначале соплами выпуска душевых струй уровня техники. Кроме того, каждый из этих аспектов изобретения способствует тому, чтобы поддерживать на низком уровне тенденцию осаждения известковых отложений на сопле, в частности, благодаря переменной упругой деформации основания сопла, зависимой от давления текучей среды, которая препятствует появлению известковых отложений и может автоматически удалять их в случае появления, а также чтобы при необходимости обеспечивать относительно тонкую душевую струю, для чего в соответствующем отверстии выпуска душевой струи может быть предусмотрено малое проходное сечение. При этом сопло выпуска душевых струй согласно изобретению в любом из трех указанных аспектов изобретения может быть изготовлено со сравнительно низкими затратами и является пригодным, например, для сантехнических душевых леек, в частности, для душевых леек в виде верхних, ручных и боковых душевых леек в душевых кабинах, и для кухонных душевых леек, которые применяются на кухонных рабочих местах.

Сопло выпуска душевых струй согласно изобретению в отношении режима создания струй или выходной характеристики душевых струй может быть оптимально адаптировано к различным давлениям текучей среды, которые могут иметь место в нормальном режиме работы душевой лейки, например, при разных заданных давлениях текучей среды в различных наружных водопроводных сетях разных стран или регионов, а также при обусловленных техническими причинами колебаниях давления в системе водоснабжения или снабжения другой текучей среды и при возможных колебаниях давления текучей среды в нормальном режиме работы душевой лейки, которые могут возникать в самой душевой лейке. Особое преимущество состоит, в частности, в том, что в сопле выпуска душевых струй согласно изобретению рабочее давление текучей среды, проходящей через душевую лейку, т.е. внутреннее давление текучей среды, проходящей через душевую лейку, в полости сопла и особенно вблизи отверстия выпуска душевой струи сопла при увеличении объемного расхода текучей среды, проходящей через сопло, повышается в гораздо меньшей степени, чем в случае традиционных сопел выпуска душевых струй, которые имеют аналогичную конструкцию, однако, выполнены в виде жестких сопел и не имеют заметной деформации под действием давления текучей среды в нормальном режиме работы душевой лейки.

Иными словами, соплу выпуска душевых струй согласно изобретению соответствует гораздо более плоская кривая зависимости внутреннего давления от объемного расхода, чем соответствующая характеристика традиционных сопел.

Иначе говоря, сопло выпуска душевых струй согласно изобретению обеспечивает пропускание сравнительно высоких объемных расходов текучей среды при сохранении сравнительно низкого внутреннего давления текучей среды в полости сопла. Таким образом, сопло выпуска душевых струй согласно изобретению обеспечивает возможность прохождения, как относительно низких, так и относительно высоких объемных расходов предпочтительно - при сохранении в значительной степени характеристики душевой струи или характера распределения распыла образуемой им душевой струи без нежелательного сильного повышения давления текучей среды в полости сопла.

В одном усовершенствованном варианте осуществления изобретения ослабленный участок в основании содержит по меньшей мере одну ослабленную часть, которая отходит от соответствующего отверстия выпуска душевой струи структуры отверстий выпуска душевых струй. Если ослабленный участок содержит множество таких ослабленных частей, этот признак при необходимости реализуется для всех ослабленных частей или только для некоторых из них. Протяженность ослабленной части, на которой основание особенно легко деформируется, до отверстия выпуска душевой струи для очень многих вариантов применения оказывается очень полезной с точки зрения требуемой расширяющей деформации отверстия выпуска душевой струи при увеличении рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, в полости сопла. В альтернативных вариантах осуществления, которые могут быть целесообразными для некоторых других случаев применения, одна или более ослабленных частей ослабленного участка расположены на определенном минимальном расстоянии от отверстия выпуска душевой струи или от его кромки.

В одном варианте осуществления изобретения ослабленная часть в основании имеет линейную форму и проходит с радиальной компонентой основного направления прямолинейно или с однократным изгибом или с волнообразным многократным изгибом. Эта мера является благоприятной для дополнительной оптимизации характера деформации основания для очень многих вариантов применения. Конфигурация линейной ослабленной части в радиальном направлении или преимущественно в радиальном направлении относительно основания или отверстия выпуска душевой струи способствует предпочтительному характеру деформации в смысле обеспечения требуемого влияния на форму поперечного сечения отверстия выпуска душевой струи, расширяющегося при увеличении давления текучей среды. Прямолинейная конфигурация ослабленной части может также упрощать изготовление. Однократно изогнутая или волнообразная многократно изогнутая конфигурация по сравнению с прямолинейной конфигурацией обеспечивает возможность еще большей деформации основания и, следовательно, его структуры отверстий выпуска душевых струй в сравнительно большом диапазоне возможных рабочих давлений струи текучей среды, проходящей через душевую лейку. Кроме того, благодаря этому, при необходимости деформация основания в области отверстия выпуска душевой струи может происходить с дополнительной компонентой поворота вокруг продольной оси отверстия выпуска душевой струи. В альтернативных вариантах осуществления, которые могут быть целесообразными для соответствующих случаев применения, ослабленная часть может иметь, например, спиральную конфигурацию с радиальной неосновной компонентой направления, т.е. она имеет сравнительно небольшую компоненту радиального направления и основную компоненту направления, перпендикулярного радиальному направлению.

В одном варианте осуществления изобретения ослабленная часть в основании проходит до боковой стенки и переходит там в ослабленную часть боковой стенки. Эта мера может способствовать тому, чтобы при необходимости боковая стенка, в частности, в ее области, граничащей с основанием, вносила вклад в характер деформации основания, поскольку дополнительная ослабленная часть боковой стенки означает определенное ослабление боковой стенки и ее действия, стабилизирующего форму, на основание. В зависимости от конструкции этой дополнительной ослабленной части боковой стенки деформация основания может также сопровождаться дополнительной деформацией боковой стенки. В альтернативных вариантах осуществления, в которых отсутствует потребность в этой функции боковой стенки, боковая стенка реализуется без ослабленной части.

В одном варианте осуществления изобретения ослабленная часть в основании представляет собой линейную ослабленную часть, которая отходит от одной из выступающих областей или от одной из углубленных областей соответствующего отверстия выпуска душевой струи. Эта мера может предпочтительно способствовать тому, чтобы специально оказывать влияние на форму поперечного сечения отверстия выпуска душевой струи при расширении отверстия выпуска душевой струи вследствие усиленной деформации основания под действием повышающегося рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, например, качественно сохранять заданную форму поперечного сечения и/или чтобы специально оказывать влияние или способствовать расширению отверстия выпуска душевой струи при повышении давления текучей среды именно в зоне его выступающих областей или его углубленных областей. В альтернативных вариантах осуществления, где это может быть целесообразным для соответствующих случаев применения, ослабленная часть не отходит от выступающих или углубленных областей отверстия выпуска душевой струи, например, в тех случаях, когда отверстие выпуска душевой струи не содержит таких выступающих и углубленных областей, или когда ослабленная часть отходит от участка отверстия выпуска душевой струи, расположенного за пределами его выступающих и углубленных областей.

В одном варианте осуществления изобретения основание для отверстия выпуска душевой струи, от которого отходит по меньшей мере одна ослабленная часть, расположено таким образом, чтобы задавать установочный угол наклона струи, при этом одна или более ослабленных частей, отходящих от отверстия выпуска душевой струи, на внутренней стороне основания имеют асимметричное расположение относительно продольной центральной плоскости отверстия выпуска душевой струи, чтобы задавать установочный угол наклона струи и/или основание по меньшей мере в одной области, содержащей отверстие выпуска душевой струи, имеет наклон с внутренней стороны, чтобы задавать установочный угол наклона струи и/или отверстие выпуска душевой струи эксцентрично расположено в основании, чтобы задавать установочный угол наклона струи.

Под указанием того, что основание выполнено с заданием установочного угла наклона струи для отверстия выпуска душевой струи, в данном описании следует понимать, что основание в этом случае образовано таким образом, чтобы устанавливать для отверстия выпуска душевой струи угол наклона струи, т.е. чтобы в процессе работы сопла душевая струя выходила из этого отверстия выпуска душевой струи с определенным углом наклона, который устанавливается относительно продольной оси сопла, т.е. образует с ней острый угол. Обычно этот острый или установочный угол для вариантов применения сантехнических душевых леек лежит в диапазоне, например, от 0° до 30°, в большинстве случаев - от 0° до 20°, например, от 5° до 15°.

В данном случае это задание установочного угла наклона струи предпочтительно осуществляется при помощи соответствующей конструкции основания, в частности, путем соответствующего асимметричного расположения на его внутренней стороне одной или более ослабленных частей и/или путем соответствующего наклонного расположения его внутренней стороны и/или путем соответствующего эксцентричного расположения отверстия выпуска душевой струи. Эти меры по отдельности или в комбинации способствуют тому, чтобы текучая среда, проходящая через душевую лейку, на одной стороне продольной центральной плоскости отверстия выпуска душевой струи входила в отверстие выпуска душевой струи с более высокой скоростью потока и при этом также с более высокой поперечной компонентой скорости потока, перпендикулярной продольной оси сопла, чем на другой, противоположной стороне, следствием чего является выход душевой струи из отверстия выпуска душевой струи не параллельно продольной оси сопла, а под указанным установочным углом.

При этом ослабленные части на внутренней стороне основания могут служить в качестве каналов для текучей среды, проходящей через душевую лейку, а их асимметричное расположение приводит к тому, что скорость потока текучей среды, проходящей через душевую лейку, с одной стороны относительно продольной центральной плоскости отверстия выпуска душевой струи является более высокой, чем с другой стороны, вследствие чего текучая среда, проходящая через душевую лейку, выходит из отверстия выпуска душевой струи не параллельно этой продольной центральной плоскости, а наклонно к ней, т.е. под указанным установочным углом к продольной оси сопла. Такой же или аналогичный эффект может быть достигнут при помощи наклонного расположения внутренней стороны основания или эксцентричного расположения отверстия выпуска душевой струи в основании.

При этом оказалось, что вследствие такой конструкции основания установочный угол для душевой струи при изменениях рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, и обусловленной этими изменениями деформации основания и расширения или сужения отверстия выпуска душевой струи в неожиданно большой степени остается постоянным. Иными словами, требуемый установочный угол, по существу, не изменяется в режимах работы, как с относительно низкими объемными расходами, так и с относительно высокими объемными расходами текучей среды, проходящей через сопло. В альтернативных вариантах осуществления сопло с основанием реализуется без такого установочного угла наклона струи, т.е. в этом случае основное направление выхода душевой струи является параллельным продольной оси сопла.

В другом варианте осуществления изобретения асимметричное расположение одной или более ослабленных частей, отходящих от отверстия выпуска душевой струи, включает в себя две линейные ослабленные части, расположенные на внутренней стороне основания противоположно друг другу относительно продольной центральной плоскости и имеющие различную длину и/или различную ширину, или одну ослабленную часть на внутренней стороне основания, отходящую от отверстия выпуска душевой струи, противоположно которой относительно продольной центральной плоскости отверстия выпуска душевой струи расположена неослабленная часть основания. Это обеспечивает функционально очень эффективную и технологически относительно просто реализуемую возможность получения требуемой установки угла наклона струи для отверстия выпуска душевой струи путем особого асимметричного расположения одной или более соответствующих ослабленных частей. В качестве альтернативы возможны также другие варианты реализации этого асимметричного расположения, например, с применением соответствующих асимметрично расположенных плоских, а не линейных ослабленных частей.

В одном усовершенствованном варианте осуществления изобретения ослабленный участок содержит по меньшей мере одну ослабленную часть на внутренней стороне и на наружной стороне основания, при этом по меньшей мере одна ослабленная часть, расположенная на внутренней стороне основания, смещена в окружном направлении относительно по меньшей мере одной ослабленной части, расположенной на наружной стороне основания. Эта мера является предпочтительной, например, для таких вариантов применения, в которых требуется сравнительно большая степень деформации основания, т.е. основание должно относительно сильно деформироваться при заданном давлении текучей среды. Это обеспечивается двухсторонним ослаблением основания, которое позволяет легче деформировать основание, чем при наличии только одной ослабленной части на внутренней стороне или на наружной стороне. Поскольку двухсторонние ослабленные части смещены относительно друг друга в окружном направлении основания, они не создают помех друг другу и поэтому могут быть выполнены, например, в виде пазов в основании, глубина которых составляет примерно половину толщины стенки основания или более. И, напротив, образование ослабленных частей на обеих сторонах основания для обеспечения необходимой степени деформации при определенном давлении текучей среды требует меньшего ослабления основания, чем для получения ослабленного участка только на внутренней стороне или только на наружной стороне основания. В альтернативных вариантах осуществления, в которых это является достаточным и целесообразным, ослабленные участки предусматриваются только на внутренней стороне или только на наружной стороне основания.

В одном усовершенствованном варианте осуществления изобретения структура отверстий выпуска душевых струй содержит отверстие выпуска душевой струи с закругленной многоугольной основной формой поперечного сечения, при этом выступающие области образуют закругленные угловые зоны многоугольной основной формы поперечного сечения. Если структура отверстий выпуска душевых струй содержит множество отверстий выпуска душевых струй, то все эти отверстия выпуска душевых струй или только часть их может иметь такую основную форму поперечного сечения. Оказалось, что такой выбор основной формы поперечного сечения для соответствующих отверстий выпуска душевых струй приводит к получению характеристики душевой струи, выходящей из отверстия выпуска душевой струи, которая является оптимальной для большинства вариантов применения, в частности, в сантехнических душевых лейках, при различных рабочих давлениях текучей среды, проходящей через душевую лейку, в пределах диапазона нормального рабочего давления. В частности, это может быть четырехугольная или треугольная основная форма поперечного сечения, а для некоторых вариантов применения - также многоугольная основная форма поперечного сечения более, чем с четырьмя закругленными угловыми зонами или выступающими областями, например, с пятью или шестью закругленными угловыми зонами.

В одном усовершенствованном варианте осуществления изобретения структура отверстий выпуска душевых струй содержит отверстие выпуска душевой струи с выходным эквивалентным диаметром в диапазоне от 0,2 мм до 1,2 мм. Это означает, что указанное отверстие выпуска душевой струи имеет проходное сечение, которое соответствует проходному сечению воображаемого круглого отверстия выпуска душевой струи диаметром от 0,2 мм до 1,2 мм. Соответственно, оно представляет собой отверстие выпуска душевой струи с относительно малым проходным сечением по сравнению с отверстиями выпуска душевых струй традиционных сантехнических душевых леек. Такие отверстия выпуска душевых струй формируют соответствующую душевую струю, которая называется специалистами также игольчатой или тонкой струей. Указанные размеры относятся к соответствующим вариантам реализации всех отверстий выпуска душевых струй основания или сопла или только к одному из множества отверстий выпуска душевых струй или только к части всех отверстий выпуска душевых струй. В альтернативных вариантах осуществления каждое отверстие выпуска душевой струи имеет выходной эквивалентный диаметр более, чем 1,2 мм, или еще менее, чем 0,2 мм.

В одном усовершенствованном варианте осуществления изобретения толщина стенки основания за пределами ослабленного участка составляет от 0,1 мм до 1 мм. Такой размер толщины стенки основания является предпочтительным для большинства вариантов применения, в частности, в сантехнических душевых лейках, с одной стороны, с точки зрения достаточной устойчивости основания к скачкам давления, а, с другой стороны, для требуемой деформируемости основания в зависимости от давления текучей среды. В альтернативных вариантах осуществления толщина стенки основания за пределами ослабленного участка для специальных вариантов применения составляет менее, чем 0,1 мм, или более, чем 1 мм.

В одном усовершенствованном варианте осуществления изобретения минимальная толщина стенки основания в зоне ослабленного участка составляет между одной пятой и половиной толщины стенки основания за пределами ослабленного участка. Это представляет собой оптимальное отношение толщины стенки основания на ослабленном участке, с одной стороны, и на неослабленном участке, с другой стороны, для многих вариантов применения, в частности, в сантехнических душевых лейках, для обеспечения требуемых свойств, касающихся, как прочности, так и деформируемости. В альтернативных вариантах осуществления, где это может быть целесообразным для определенных случаев применения, указанное отношение может составлять менее, чем одна пятая часть, или более, чем 0,5.

В одном усовершенствованном варианте осуществления изобретения структура отверстий выпуска душевых струй содержит отверстие выпуска душевой струи с воронкообразной закругленной областью входа в виде четверти круга, которая имеет входной радиус кривизны от 0,1 мм до 0,3 мм. При этом, если структура отверстий выпуска душевых струй содержит множество отверстий выпуска душевых струй, все эти отверстия выпуска душевых струй или только часть их может иметь такую область входа. Эта конфигурация и размеры области входа отверстия выпуска душевой струи оказываются предпочтительными в отношении характеристики душевой струи, создаваемой указанным отверстием выпуска душевой струи. В частности, душевая струя, выходящая из этого отверстия выпуска душевой струи, оказывается сравнительно стабильной, т.е. она в значительной степени сохраняет свою форму на относительно длинном участке пути после выхода из отверстия выпуска душевой струи, не разветвляясь, например, на множество отдельных струй, и не распадаясь на капли. В альтернативных вариантах осуществления указанный входной радиус кривизны выбирается менее, чем 0,1 мм, или более, чем 0,3 мм, если связанная с этим характеристика душевой струи является приемлемой для данного варианта применения.

В одном усовершенствованном варианте осуществления изобретения внутренний диаметр полости лежит в диапазоне от 1,5 мм до 4 мм. Такие размеры сопла оказываются предпочтительными для многих вариантов применения, особенно - для сантехнических душевых леек, с точки зрения получаемой при этом душевой струи. В альтернативных вариантах осуществления внутренний диаметр полости сопла для определенных случаев применения может быть также выбран меньшим, чем 1,5 мм или большим, чем 4 мм.

В одном усовершенствованном варианте осуществления изобретения длина полости сопла лежит в диапазоне от 4 мм до 8 мм. Такие размеры сопла также оказываются предпочтительными для многочисленных вариантов применения, в частности, для сантехнических душевых леек. В качестве альтернативы длина полости также может быть выбрана меньшей, чем 4 мм, или большей, чем 8 мм, если это оказывается целесообразным для специальных вариантов применения.

В одном усовершенствованном варианте осуществления изобретения толщина боковой стенки составляет по меньшей мере 0,8 мм. Такой размер обеспечивает требуемую достаточную прочность боковой стенки, которая в сопле выпуска душевых струй согласно изобретению служит главным образом в качестве элемента, стабилизирующего основание, и в отличие от основания не должна деформироваться или во всяком случае существенно деформироваться под действием рабочего давления текучей среды, возникающего при нормальном режиме работы. Следует понимать, что в тех случаях, когда боковая стенка содержит ослабленную часть или ослабленный участок, указанная толщина стенки относится к толщине боковой стенки за пределами ослабленного участка. В альтернативных вариантах осуществления для определенных случаев применения может быть предусмотрено использование боковой стенки толщиной менее 0,8 мм.

В одном усовершенствованном варианте осуществления изобретения структура отверстий выпуска душевых струй содержит множество отверстий выпуска душевых струй, а основание содержит узел ребер жесткости, который имеет увеличенную толщину по сравнению с прилегающей к нему областью основания, при этом узел ребер жесткости разделяет основание на множество частей, на каждой из которых расположено по меньшей мере одно из отверстий выпуска душевых струй, или конец ребра жесткости проходит до одного из отверстий выпуска душевых струй.

Эта мера является предпочтительной для определенных вариантов применения, в которых основание снабжено множеством отверстий выпуска душевых струй. В первом случае узел ребер жесткости разделяет основание на частичные области, в каждой из которых расположены одно или множество отверстий выпуска душевых струй. В этих частичных областях основание, соответственно, может деформироваться в зависимости от рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, чтобы обеспечивать требуемое изменение проходного сечения одного или множества расположенных на них отверстий выпуска душевых струй, в то время как узел ребер жесткости способствует тому, чтобы, несмотря на деформируемость частичных областей, придавать основанию в целом достаточную жесткость и тем самым стойкость к действию давления. В другом случае одно ребро узла ребер жесткости проходит до одного из отверстий выпуска душевых струй. В этом случае узел ребер жесткости также способствует тому, чтобы основанию, деформирующемуся под действием рабочего давление текучей среды, проходящей через душевую лейку, и снабженному множеством отверстий выпуска душевых струй, придавать достаточную собственную стойкость. В альтернативных вариантах осуществления узел ребер жесткости отсутствует, в частности, в таких случаях, в которых основание содержит только одно отверстие выпуска душевой струи, или несмотря на множество выполненных в нем отверстий выпуска душевых струй и, возможно, содержащиеся ослабленные части, основание без подобного узла ребер жесткости обладает достаточной собственной стойкостью.

Душевая лейка согласно изобретению содержит одно или множество сопел выпуска душевых струй согласно изобретению. Такая душевая лейка может представлять собой, в частности, сантехническую верхнюю, ручную или боковую душевую лейку душевого устройства или кухонную душевую лейку, устанавливаемую на кухонном рабочем месте. В качестве альтернативы это может быть несантехническая душевая лейка, например, используемая в химическом оборудовании для струйной подачи жидких или газообразных сред. Душевая лейка предпочтительно содержит множество сопел выпуска душевых струй, все из которых также предпочтительно реализованы в виде сопла выпуска душевых струй согласно изобретению.

Краткое описание чертежей

Предпочтительные варианты осуществления изобретения представлены на чертежах. Эти и другие варианты осуществления изобретения поясняются ниже более подробно. На чертежах показаны:

ФИГ. 1 - вид спереди в аксонометрии чашеобразного сопла выпуска душевых струй с крестообразным отверстием выпуска душевой струи,

ФИГ. 2 - вид сверху сзади, т.е. сверху на ФИГ. 1, сопла с ФИГ. 1,

ФИГ. 3 - вид в продольном разрезе сопла с ФИГ. 1 по линии III-III с ФИГ. 2,

ФИГ. 4 - подробный вид центральной области IV основания с ФИГ. 2,

ФИГ. 5 - подробный вид области V с ФИГ. 3,

ФИГ. 6 - вид в аксонометрии в продольном разрезе варианта осуществления сопла с ФИГ. 1-5 с ослабленным участком, расположенным на внутренней стороне основания,

ФИГ. 7 - вид сверху сзади, т.е. сверху на ФИГ. 6, сопла с ФИГ. 6,

ФИГ. 8 - вид в аксонометрии в продольном разрезе варианта осуществления сопла с ФИГ. 6 с дополнительным ослабленным участком боковой стенки,

ФИГ. 9 - вид сверху сзади сопла с ФИГ. 8,

ФИГ. 10 - вид в аксонометрии в продольном разрезе варианта осуществления сопла с ФИГ. 6 с ослабленным участком на наружной стороне основания,

ФИГ. 11 - подробный вид спереди в аксонометрии сопла с ФИГ. 10,

ФИГ. 12 - вид в аксонометрии в продольном разрезе варианта осуществления с ослабленным участком, расположенным на внутренней стороне основания,

ФИГ. 13 - вид сверху сзади сопла с ФИГ. 12,

ФИГ. 14 - вид в аксонометрии в продольном разрезе другого варианта осуществления сопла с ФИГ. 6 с видоизмененным, криволинейным ослабленным участком, расположенным на внутренней стороне основания,

ФИГ. 15 - вид сверху сзади сопла с ФИГ. 14,

ФИГ. 16 - вид в аксонометрии в продольном разрезе другого варианта осуществления сопла с ФИГ.6 с видоизмененным, волнообразным ослабленным участком, расположенным на внутренней стороне основания,

ФИГ. 17 - вид сверху сзади сопла с ФИГ. 16,

ФИГ. 18 - вид в аксонометрии в продольном разрезе другого варианта осуществления сопла с ФИГ.6 с видоизмененным, волнообразным, ослабленным участком, расположенным на внутренней стороне основания,

ФИГ. 19 - вид сверху сзади сопла с ФИГ. 18,

ФИГ. 20 - вид в аксонометрии в продольном разрезе варианта осуществления сопла с ФИГ. 6 с видоизмененной формой поперечного сечения отверстия выпуска душевой струи,

ФИГ. 21 - вид сверху сзади сопла на ФИГ. 20,

ФИГ. 22 - вид в аксонометрии в продольном разрезе варианта осуществления сопла с ФИГ. 6 с неплоской, волнообразной кромкой отверстия выпуска душевой струи,

ФИГ. 23 - подробный вид спереди в аксонометрии сопла с ФИГ. 22,

ФИГ. 24 - подробный вид сверху спереди центральной области основания сопла с ФИГ. 22 и 23 с отверстием выпуска душевой струи,

ФИГ. 25 - вид сверху сзади варианта осуществления сопла с задающим угол наклона струи, асимметричным ослабленным участком, расположенным на внутренней стороне основания, с одной линейной ослабленной частью,

ФИГ. 26 - вид в продольном разрезе передней части сопла с ФИГ. 25 с наглядным представлением функции задания угла наклона струи,

ФИГ. 27 - вид сверху сзади другого варианта осуществления сопла с задающим угол наклона струи, асимметричным ослабленным участком, расположенным на внутренней стороне основания, с тремя линейными ослабленными частями,

ФИГ. 28 - вид сверху сзади следующего варианта осуществления сопла с задающим угол наклона струи, асимметричным ослабленным участком, расположенным на внутренней стороне основания, с четырьмя линейными ослабленными частями,

ФИГ. 29 - вид сверху сзади следующего варианта осуществления сопла с эксцентричным отверстием выпуска душевой струи и с задающим угол наклона струи, асимметричным ослабленным участком, расположенным на внутренней стороне основания, с линейными ослабленными частями разной длины,

ФИГ. 30 - вид в аксонометрии в продольном разрезе передней части варианта осуществления сопла с наклонной внутренней стороной основания и с задающим угол наклона струи, асимметричным ослабленным участком, расположенным на внутренней стороне основания, с линейными ослабленными частями разной длины,

ФИГ. 31 - вид сверху сзади сопла с ФИГ. 30,

ФИГ. 32 - вид сверху сзади следующего варианта осуществления сопла с задающим угол наклона струи, асимметричным ослабленным участком, расположенным на внутренней стороне основания, с линейными ослабленными частями разной длины,

ФИГ. 33 - вид сверху сзади следующего варианта осуществления сопла с задающим угол наклона струи, асимметричным ослабленным участком, расположенным на внутренней стороне основания, с линейными ослабленными частями разной ширины,

ФИГ. 34 - вид сверху сзади варианта осуществления сопла с тремя крестообразными отверстиями выпуска душевых струй в основании и узлом ребер жесткости,

ФИГ. 35 - вид спереди в аксонометрии сопла с ФИГ. 34,

ФИГ. 36 - вид спереди в аксонометрии варианта осуществления сопла с четырьмя крестообразными отверстиями выпуска душевых струй,

ФИГ. 37 - вид сверху сзади сопла с ФИГ. 36,

ФИГ. 38 - вид спереди в аксонометрии варианта осуществления сопла с тремя треугольными отверстиями выпуска душевых струй и узлом ребер жесткости,

ФИГ. 39 - вид сверху сзади сопла с ФИГ. 38,

ФИГ. 40 - вид спереди в аксонометрии варианта осуществления сопла с четырьмя круглыми отверстиями выпуска душевых струй и ослабленным участком, расположенным на внутренней и наружной стороне основания,

ФИГ. 41 - вид в аксонометрии в продольном разрезе варианта осуществления с ФИГ. 40 сопла с ФИГ. 6,

ФИГ. 42 - вид сверху сзади сопла с ФИГ. 40 и 41,

ФИГ. 43 - фотографический снимок спереди части основания сопла с ФИГ. 6 и 7 в рабочем состоянии сопла при отсутствующем или низком рабочем давлении текучей среды, проходящей через душевую лейку,

ФИГ. 44 - фотографический снимок части основания сопла с ФИГ. 43 в рабочем состоянии сопла при повышенном рабочем давлении текучей среды, проходящей через душевую лейку,

ФИГ. 45 - вид в продольном разрезе передней части сопла с ФИГ. 27 по линии А-А с ФИГ. 27 в безнапорном начальном состоянии сопла,

ФИГ. 46 - вид с ФИГ. 45 в рабочем состоянии сопла при умеренно высоком рабочем давлении текучей среды, проходящей через душевую лейку,

ФИГ. 47 - вид с ФИГ. 46 в рабочем состоянии сопла при повышенном рабочем давлении текучей среды, проходящей через душевую лейку,

ФИГ. 48 - вид с ФИГ. 47 в рабочем состоянии сопла при еще более высоком рабочем давлении текучей среды, проходящей через душевую лейку,

ФИГ. 49 - график характеристических кривых, иллюстрирующих типичную функциональную зависимость внутреннего давления сопла от объемного расхода для сопла согласно изобретению в сравнении с традиционным соплом,

ФИГ. 50 - половинный вид в продольном разрезе душевой лейки с соплами выпуска душевых струй согласно изобретению, выполненными как единое целое с эластомерным диском выпуска струй,

ФИГ. 51 - вид в аксонометрии сверху сзади эластомерного диска выпуска струй душевой лейки с ФИГ. 50, и

ФИГ. 52 - вид в аксонометрии сверху спереди эластомерного диска выпуска струй.

Осуществление изобретения

Как наглядно показано на ФИГ. 1-48 в различных вариантах осуществления и видах, чашеобразное сопло выпуска душевых струй согласно изобретению содержит полость 1, боковую стенку 2, ограничивающую полость 1 перпендикулярно продольной оси D_L сопла, и основание 3, ограничивающее полость 1 в направлении продольной оси D_L сопла с выпускной стороны. Основание 3 выполнено из упругого материала, предпочтительно - из эластомерного материала, который применяется в соплах выпуска душевых струй, как известно специалистам в данной области техники. Эластомерный материал может представлять собой, например, упругий силиконовый материал, имеющий твердость по Шору А в диапазоне от 20 до 70.

В основании 3 образована структура 4_S отверстий выпуска душевых струй, которая состоит из одного или более отверстий 4 выпуска душевых струй и имеет открытую начальную конфигурацию, т.е. по меньшей мере одно из отверстий 4 выпуска душевых струй уже в безнапорном начальном состоянии является открытым. Это означает, что оно имеет проходное сечение для прохождения текучей среды через душевую лейку, т.е. его открытая площадь поперечного сечения уже в безнапорном начальном состоянии превышает ноль. Основание 3 служит для того, чтобы оно со своей структурой 4_S отверстий выпуска душевых струй под действием рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, в полости 1, т.е. внутреннего давления сопла, упруго деформировалось, плавно увеличивая при этом проходное сечение структуры 4_S отверстий выпуска душевых струй по мере повышения рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку. Это относится по меньшей мере к значениям рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, в заданном диапазоне нормального рабочего давления, т.е. в пределах области, в которой может лежать рабочее давление текучей среды, проходящей через душевую лейку, или внутреннее давление сопла в нормальном режиме работы сопла выпуска душевых струй. От этого диапазона нормального рабочего давления следует отличать диапазон избыточного давления, который лежит выше диапазона нормального рабочего давления, и в котором создается рабочее давление текучей среды, проходящей через душевую лейку, в случае возникновения нештатных режимов работы при избыточном давлении.

В предпочтительных вариантах осуществления структура 4_S отверстий выпуска душевых струй расположена на расстоянии от боковой стенки 2, т.е. ее одно или более отверстий 4 выпуска душевых струй не доходят в основании радиально до боковой стенки 2, но содержатся на определенном радиальном расстоянии d_R от нее, как указано на ФИГ. 1, 35, 36 и 38, при этом основание 3 на внутренней стороне 3_I, обращенной к полости 1, и/или на наружной стороне 3_А, обращенной противоположно полости 1, содержит ослабленный участок 5 с меньшей толщиной стенки, чем в прилегающей области основания 3. Ослабленный участок 5 служит для того, чтобы упруго деформироваться в полости 1 под действием рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку. На ФИГ. 6-9, 12-19, 25-35, 38 и 39 показаны варианты осуществления, в которых ослабленный участок 5 сформирован исключительно на внутренней стороне основания. На ФИГ. 10 и 11 показан вариант осуществления, в котором ослабленный участок 5 сформирован исключительно на наружной стороне основания. На ФИГ. 40-42 показан вариант осуществления, в котором ослабленный участок 5 сформирован, как на внутренней, так и на наружной стороне основания.

В предпочтительных вариантах осуществления единственное или по меньшей мере одно из множества отверстий 4 выпуска душевых струй структуры 4_S отверстий выпуска душевых струй имеет поочередно увеличивающийся и уменьшающийся радиус R_O для формирования в окружном направлении чередующихся выступающих областей 6 и углубленных областей 7. Выступающие области 6 имеют закругленную форму с соответствующим минимальным радиусом K_A кривизны выступа, и таким же образом углубленные области 7 имеют закругленную форму с соответствующим минимальным радиусом K_E кривизны углубления. При этом минимальные радиусы K_A кривизны выступов и минимальные радиусы K_E кривизны углублений лежат в диапазоне от 0,01 мм до 1 мм, и/или отношение K_A/K_E минимальных радиусов K_A кривизны выступов к минимальным радиусам K_E кривизны углублений составляет от 0,3 до 2,5. Различные варианты осуществления такого рода показаны на ФИГ. 1-39, при этом выступающие области 6 и углубленные области 7 обозначены на ФИГ. 2, 4, 7, 17, 21 и 39, а на ФИГ. 4 дополнительно обозначены соответствующие минимальным радиусы K_A, K_E кривизны. Поэтому, как видно, в частности, на ФИГ. 4, в этом случае радиус R_O кромки 8 соответствующего отверстия 4 выпуска душевой струи плавно изменяется в зависимости от вписанного угла между минимальным значением в точке перегиба соответствующей углубленной области 7 и максимальным значением в точке перегиба соответствующей выступающей области 6 с относительно равномерным градиентом, соответствующим данным минимальным радиусам K_A, K_E кривизны, без скачкообразных изменений.

В предпочтительных вариантах осуществления единственное или по меньшей мере одно из отверстий 4 выпуска душевых струй структуры 4_S отверстий выпуска душевых струй имеет неплоскую кромку 8_n, которая волнообразно проходит с компонентой осевого направления, указывающим в направлении F_A выхода текучей среды, и компонентой осевого направления, указывающей противоположно направлению F_A выхода текучей среды относительно плоскости E_B основания 3. При этом направление F_A выхода текучей среды является параллельным продольной оси D_L сопла, а плоскость E_B основания перпендикулярна продольной оси D_L сопла. Такой вариант осуществления показан на ФИГ. 22-24. Иными словами, кромка 8_n отверстия изгибается при прохождении по окружности относительно остальной части основания 3 поочередно внутрь полости 1 с компонентой осевого направления, противоположной направлению F_A выхода текучей среды, и наружу из полости 1 с компонентой осевого направления, указывающей в направлении F_A выхода текучей среды.

В предпочтительных вариантах осуществления ослабленный участок 5 содержит по меньшей мере одну ослабленную часть 5₁ в основании 3, которая отходит от соответствующего отверстия 4 выпуска душевой струи структуры 4_S отверстий выпуска душевых струй. Соответствующие варианты осуществления показаны на ФИГ. 6-19, 25-35 и 45-48. При этом отходящими от соответствующего отверстия 4 выпуска душевой струи показаны: в вариантах осуществления на ФИГ. 6-9, 12-17 и 28-35 четыре ослабленные части 5₁-5₄ на внутренней стороне основания, в варианте осуществления на ФИГ. 10 и 11 четыре ослабленные части 5₁-5₄ на наружной стороне основания, в варианте осуществления на ФИГ. 18 и 19 пять ослабленных частей 5₁-5₅ на внутренней стороне основания, в варианте осуществления на ФИГ. 25 и 26 одна ослабленная часть 5) на внутренней стороне основания и в варианте осуществления на ФИГ. 27 и 45-48 три ослабленные части 5_Г5₃ на внутренней стороне основания.

В соответствующих вариантах осуществления по меньшей мере одна ослабленная часть 5₁ в основании 3 представляет собой линейную ослабленную часть, которая проходит с радиальной компонентой основного направления, т.е. с относительно большой компонентой в радиальном направлении сопла по касательной к нему, прямолинейно, с однократным изгибом или волнообразно с многократным изгибом. На ФИГ. 6-13, 25-35 и 38-42 показаны варианты осуществления, в которых соответствующая ослабленная часть проходит прямолинейно, при этом в варианте осуществления на ФИГ. 12 и 13 она имеет форму, расширяющуюся наружу в окружном направлении, в то время как в других вариантах осуществления ширина соответствующей ослабленной части в продольном направлении остается, по существу, постоянной. На ФИГ. 14 и 15 показан вариант осуществления, в котором соответствующая линейная ослабленная часть имеет однократный изгиб. На ФИГ. 16-19 показано два варианта осуществления, в которых соответствующая линейная ослабленная часть проходит волнообразно с многократным изгибом.

В соответствующих вариантах осуществления по меньшей мере одна ослабленная часть 5i проходит в основании 3 до боковой стенки 2 и переходит там в ослабленную часть 9 боковой стенки 2. На ФИГ. 8, 9 и 40-42 показаны такие варианты осуществления, при этом в примере на ФИГ. 8 и 9 ослабленная часть 9 проходит в осевом направлении вдоль всей длины боковой стенки 2 и расположена не ее внутренней стороне, в то время как в примере на ФИГ. 40-42 ослабленная часть 9 проходит в осевом направлении только на относительно небольшой длине внутренней стороны боковой стенки 2, прилегающей к основанию 3.

В соответствующих вариантах осуществления по меньшей мере одна ослабленная часть 5₁ в основании 3 представляет собой линейную ослабленную часть, которая отходит от одной из выступающих областей 6 или от одной из углубленных областей 7 соответствующего отверстия 4 выпуска душевой струи. На ФИГ. 6-11, 14-17, 25-35, 38 и 39 показаны варианты осуществления, в которых все ослабленные части отходят от одной из выступающих областей 6. В варианте осуществления на ФИГ. 12 и 13 все ослабленные части отходят от одной из углубленных областей 7. В вариантах осуществления на ФИГ. 18, 19 и 28 не предусмотрена жесткая привязка ослабленных частей к выступающим или углубленным областям 6, 7.

В предпочтительных вариантах осуществления основание 3 для отверстия 4 выпуска душевой струи, от которого отходит по меньшей мере одна ослабленная часть 5₁, расположено с заданным углом наклона струи. Для этого в первом варианте реализации одна или более ослабленных частей 5₁, отходящих от отверстия 4 выпуска душевой струи, асимметрично расположены на внутренней стороне 3_I основания 3 относительно продольной центральной плоскости L_M отверстия выпуска душевой струи с заданным углом наклона струи. Соответствующие варианты осуществления показаны на ФИГ. 25-33. Во втором варианте реализации, который может быть осуществлен дополнительно или альтернативно первому варианту реализации, основание 3 по меньшей мере в области, содержащей отверстие 4 выпуска душевой струи, имеет наклон под углом, соответствующим заданному углу наклона струи. Такой вариант осуществления наглядно показан на ФИГ. 30 и 31. В третьем варианте реализации, который может быть предусмотрен дополнительно или альтернативно каждому из двух вышеуказанных вариантов реализации, отверстие 4 выпуска душевой струи эксцентрично расположено в основание 3 с заданным углом наклона струи. Такой вариант осуществления наглядно показан на ФИГ. 29.

В соответствующих вариантах осуществления, наглядно показанных, например, на ФИГ. 25-33, асимметричное расположение одной или более ослабленных частей, отходящих от отверстия 4 выпуска душевой струи на внутренней стороне 3| основания 3, включает в себя две линейные ослабленные части 5_1а, 5_1b разной длины и/или разной ширины, расположенные противоположно относительно продольной центральной плоскости L_M отверстия 4 выпуска душевой струи, или по меньшей мере одну ослабленную часть 5_1с, отходящую от отверстия 4 выпуска душевой струи на внутренней стороне 3_I основания 3, противоположно которой относительно продольной центральной плоскости L_M отверстия 4 выпуска душевой струи расположена неослабленная часть 3_u основания. На ФИГ. 25-28 показаны варианты осуществления этого типа, в которых противоположно по меньшей мере одной ослабленной части 5_1с, отходящей от отверстия 4 выпуска душевой струи, расположена неослабленная часть 3_u основания. В варианте осуществления на ФИГ. 33 две противоположно расположенные ослабленные части 5_1а, 5_1b имеют разную ширину, а именно, ослабленная часть 5_1а имеет ширину В₅, а ослабленная часть 5_1b, напротив, - меньшую ширину b₅. В вариантах осуществления на ФИГ. 29-32 две противоположно расположенные ослабленные части 5_1а, 5_1b имеют разную длину, а именно, ослабленная часть 5_1а имеет длину L₅, а ослабленная часть 5_1b, напротив, - меньшую длину I₅.

В соответствующих вариантах осуществления ослабленный участок 5 содержит в каждом случае по меньшей мере одну ослабленную часть 5_1d, 5_1е на внутренней стороне 3_I и на наружной стороне 3А основания 3, при этом по меньшей мере одна ослабленная часть 5_1d на внутренней стороне 3_I смещена в окружном направлении основания 3 относительно по меньшей мере одной ослабленной части 5_1е на наружной стороне 3_А. Соответствующий вариант осуществления наглядно показан на ФИГ. 40-42, при этом там в качестве примера предусмотрены четыре смещенные на 90° относительно друг друга прямолинейные ослабленные части 5_1d, расположенные на внутренней стороне 3_I основания и смещенные на 90° относительно друг друга, а также четыре смещенные относительно них на 45° прямолинейные ослабленные части 5_1е, расположенные на наружной стороне 3_А основания. При этом ослабленные части 5_1е, расположенные на наружной стороне основания, проходят радиально в область между двумя соседними отверстиями 4 выпуска душевых струй, в то время как ослабленные части 5_1d, расположенные на внутренней стороне основания проходят радиально от центральной области основания к одному из отверстий 4 выпуска душевых струй. Таким же образом в альтернативных вариантах осуществления на наружной стороне основания и на внутренней стороне основания могут быть предусмотрены, например, только в каждом случае две, три или более, чем четыре прямолинейные или изогнутые ослабленные части, предпочтительно - с равными промежутками по окружности и предпочтительно смещенные по центру относительно друг друга в окружном направлении.

В предпочтительных вариантах осуществления единственное или по меньшей мере одно из множества отверстий 4 выпуска душевых струй структуры 4_S отверстий выпуска душевых струй имеет закругленную многоугольную основную форму поперечного сечения, закругленные угловые зоны которого образованы выступающими областями 6. На ФИГ. 1-21 и 25-37 наглядно показаны такие варианты осуществления с четырехугольной, т.е. с крестообразной основной формой поперечного сечения, в то время как на ФИГ. 38 и 39 показан вариант осуществления с треугольной основной формой поперечного сечения отверстий 4 выпуска душевых струй.

В предпочтительных вариантах осуществления единственное или по меньшей мере одно из множества отверстий 4 выпуска душевых струй структуры 4_S отверстий выпуска душевых струй имеет выходной эквивалентный диаметр в диапазоне от 0,2 мм до 1,2 мм, как это имеет место в показанных вариантах осуществления. При этом следует понимать, что соответствующее отверстие 4 выпуска душевой струи в безнапорном начальном состоянии имеет свободное пропускное поперечное сечение для текучей среды, проходящей через душевую лейку, которое имеет такую же величину, как воображаемое круглое отверстие выпуска душевой струи с диаметром из указанного диапазона, т.е. от 0,2 мм до 1,2 мм. В частности, в области относительно малых диаметров отверстие 4 выпуска душевой струи является пригодным, например, для создания душевой струи в виде тонкой / игольчатой струи.

В предпочтительных вариантах осуществления, как в показанных примерах, толщина W_B стенки основания 3, обозначенная на ФИГ. 5 и 26, за пределами возможного ослабленного участка лежит в диапазоне от 0,1 мм до 1 мм. Этот размер оказывается благоприятным для большинства вариантов применения сточки зрения требуемой прочности основания 3.

В предпочтительных вариантах осуществления, как в показанных примерах, минимальная толщина W_M стенки основания 3, обозначенная на ФИГ. 26, в области ослабленного участка 5 составляет от одной пятой до половины толщины W_B стенки основания 3 за пределами ослабленного участка 5. Для многих вариантов применения это оказывается оптимальным соотношением ослабленных и неослабленных участков областей основания 3 с точки зрения требуемой деформируемости основания 3 в зависимости от давления текучей среды для увеличения проходного сечения соответствующего отверстия 4 выпуска душевой струи при повышении давления текучей среды.

В предпочтительных вариантах осуществления единственное или по меньшей мере одно из множества отверстий 4 выпуска душевых струй структуры 4_S отверстий выпуска душевых струй имеет воронкообразную закругленную область 4_Е входа в форме четверти круга, как обозначено на ФИГ. 5, и как предпочтительно предусмотрено во всех показанных примерах. Эта область 4_Е входа имеет также обозначенный на ФИГ. 5 входной радиус E_R кривизны, составляющий от 0,1 мм до 0,3 мм. Оказалась, что эта мера поддерживает малую турбулентность входного потока текучей среды, поступающего из полости 1 в отверстие 4 выпуска душевой струи, что способствует стабилизации формы душевой струи, выходящей наружу из отверстия 4 выпуска душевой струи.

В предпочтительных вариантах осуществления внутренний диаметр H_D полости 1, обозначенный на ФИГ. 3, как во всех показанных примерах, лежит в диапазоне от 1,5 мм до 4 мм, при этом внутренний диаметр полости H_D в соответствии с чашеобразной формой сопла выпуска душевых струй предпочтительно остается, по существу, постоянным вдоль всей длины сопла и соответствует внутреннему диаметру основания 3.

В предпочтительных вариантах осуществления, как во всех показанных примерах, осевая длина H_L полости 1, также обозначенная на ФИГ. 3, лежит в диапазоне от 4 мм до 8 мм. Длина H_L полости 1, как правило, значительно превышающая внутренний диаметр H_D полости, может способствовать требуемой канализации текучей среды, поступающей в сопло, перед ее выходом наружу через одно или множество отверстий 4 выпуска душевых струй.

В предпочтительных вариантах осуществления, как в показанных примерах, толщина W_S боковой стенки 2 боковой стенки сопла за пределами ослабленного участка 5, обозначенная на ФИГ. 3, составляет по меньшей мере 0,8 мм. Этот размер боковой стенки 2 предпочтительно согласован с остальными размерами сопла таким образом, чтобы под действием рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, до тех пор, пока оно остается в пределах диапазона нормального рабочего давления, по существу, упруго деформировалось только основание 3, в то время как боковая стенка 2 при этих значениях рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, в полости 1 не имела заметной деформации, т.е. по существу, оставалась жесткой. Вследствие этого в сопле выпуска душевых струй согласно изобретению под действием рабочего давления проходящей через душевую лейку текучей среды, находящегося в пределах диапазона нормального рабочего давления, в полости 1 значительно деформируется только его основание 3 без одновременной деформации, например, в виде выгибания, боковой стенки 2. Под значительной деформацией при этом следует понимать деформацию такой величины, которая оказывает ощутимое или поддающееся измерению влияние на поток текучей среды, проходящей через душевую лейку и выходящей из сопла.

В соответствующих вариантах осуществления структура 4_S отверстий выпуска душевых струй содержит множество отверстий 4 выпуска душевых струй, а основание 3 содержит узел 10 ребер жесткости с увеличенной толщиной стенки по сравнению с прилегающей областью основания 3, при этом узел 10 ребер жесткости разделяет основание на множество частей, на каждой из которых расположено по меньшей мере одно из отверстий 4 выпуска душевых струй, или каждый конец ребра жесткости проходит до одного из соответствующих отверстий 4 выпуска душевых струй. Варианты осуществления такого вида наглядно показаны на ФИГ. 34-39.

В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 34 и 35, узел 10 ребер жесткости выполнен в форме звезды с тремя радиальными ребрами, которые делят основание 3 на три части 31, 32, 33, и на которых в данном случае расположено одно из трех крестообразных отверстий 4 выпуска душевых струй. Каждое из этих отверстий 4 выпуска душевых струй связано с ослабленным участком 5 при помощи четырех прямолинейных ослабленных частей 5 г5₄. Узел 10 ребер жесткости оказывает стабилизирующее действие на основание 3 и ограничивает деформацию основания 3 заданной требуемой величиной. Вариант осуществления на ФИГ. 38 и 39 соответствует варианту осуществления на ФИГ. 34 и 35 за исключением того, что использованы отверстия 4 выпуска душевых струй с закругленной треугольной вместо четырехугольной основной формы поперечного сечения, а соответствующий связанный ослабленный участок 5 содержит три прямолинейные ослабленные части 5₁, 5₂, 5₃, которые проходят радиально наружу от выступающих областей 6 отверстия 4 выпуска душевой струи. В варианте осуществления на ФИГ. 36 и 37 узел 10 ребер жесткости имеет крестообразную форму, образованную ребрами жесткости, которые расположены в средней части основания 3, при этом к концу каждого ребра прилегает одно из предусмотренных в этом случае четырех крестообразных отверстий 4 выпуска душевых струй.

Показанные и описанные выше меры по отдельности и в комбинации способствуют получению специфической предпочтительной характеристики струи сопла выпуска душевых струй. В примере, показанном на ФИГ. 1-5, упруго деформируемое основание 3 содержит для этого только одно крестообразное отверстие 4 выпуска душевой струи в центральной части основания 3. В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 6 и 7, в основании дополнительно предусмотрен ослабленный участок 5 с четырьмя прямолинейными ослабленными частями 5₁-5₄, расположенными на внутренней стороне основания. Это облегает деформацию основания 3 под действием заданного рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, или внутреннего давления сопла в полости 1. В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 8 и 9, каждая из четырех прямолинейных ослабленных частей 5₁-5₄, расположенных на внутренней стороне сопла, продолжается в боковой стенке 2 сопла дополнительной прямолинейной ослабленной частью 9, которая проходит по всей длине полости или длине боковой стенки. Ослабленные части 9 в боковой стенке 2 могут в определенной мере уменьшать стабилизирующее действие боковой стенки 2 на основание 3, что при необходимости допускает увеличенную деформацию основания 3 при заданном давлении.

В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 10 и 11, ослабленный участок 5 расположен на наружной стороне основания вместо внутренней стороны основания. В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 12 и 13, ослабленные части 5₁-5₄, расположенные на внутренней стороне основания, клинообразно входят в углубленные области 7, а в вариантах осуществления, показанных на ФИГ. 6-11, в выступающие области 6. В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 14 и 15, ослабленные части 51-5₄ имеют простую криволинейную или изогнутую форму. Поэтому при одинаковой радиальной протяженности они имеют увеличенную длину, что может при необходимости облегчать деформацию основания 3. В примере, показанном на ФИГ. 16 и 17, линейные ослабленные части 5₁-5₄ проходят волнообразно, поэтому их длина при одинаковой радиальной протяженности может еще больше увеличиваться и оказывать дополнительное положительное влияние на характер деформации основания 3. В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 18 и 19, ослабленный участок 5 в отличие от четырех ослабленных частей 5₁-5₄, выходящих из выступающих областей 6 в примере на ФИГ. 16 и 17, содержит пять волнообразных ослабленных частей 5₁-5₅, в результате чего основание 3 при необходимости может быть деформировано еще легче.

В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 20 и 21, отверстие 4 выпуска душевой струи имеет удлиненную закругленную крестообразную форму с более длинной осью креста, проходящей на ФИГ. 21 слева направо, и с более короткой осью креста, проходящей на ФИГ. 21 снизу вверх, в то время как в других показанных крестообразных отверстиях 4 выпуска душевых струй обе оси креста имеют одинаковую длину. Это позволяет при необходимости, соответственно, изменять форму душевой струи, выходящей из отверстия 4 выпуска душевой струи. Кроме того, удлиненная крестообразная форма облегчает деформацию основания 3 в этой части.

В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 22-24, форма отверстия 4 выпуска душевой струи с волнообразной неплоской кромкой 8_П обеспечивает сравнительно мягкий характер деформации основания 3 в области отверстия. Поскольку под действием возрастающего давления текучей среды волнообразно сложенная кромка 8_n отверстия может в большей степени раскладываться, создается относительно большой путь ее деформации, при этом основание 3 с кромкой 8_n отверстия может относительно далеко деформироваться или выгибаться в наружном направлении.

Варианты осуществления, показанные на ФИГ. 25-33, благодаря соответствующей форме ослабленного участка 5, позволяют осуществлять требуемую установку угла наклона струи, при которой душевая струя выходит из соответствующего отверстия 4 выпуска душевой струи и, таким образом, покидает сопло, не строго параллельно продольной оси D_L сопла, а под острым установочным углом к продольной оси D_L сопла. Для этого ослабленный участок 5 расположен предпочтительно асимметрично относительно указанной центральной продольной оси L_M сопла посредством асимметричного распределения соответствующих ослабленных частей, как в примерах на ФИГ. 25-28, или вследствие различных размеров соответствующих ослабленных частей, как в примерах на ФИГ. 32 и 33, или при помощи наклонного расположения внутренней стороны 3_I основания 3, как в примере на ФИГ. 30 и 31. Наклонное расположение образуется наклонной плоскостью, которая, как показано на ФИГ. 30, проходит по диагонали сверху слева вниз направо. Следует понимать, что указанные меры при необходимости могут быть также скомбинированы друг с другом в любом сочетании.

ФИГ. 26 более наглядно иллюстрирует эффект задания угла наклона струи для примера с ФИГ. 27. В разрезе на ФИГ. 26 слева от отверстия 4 выпуска душевой струи можно видеть линейную ослабленную часть 5₁ или 5_1с, справа от которой расположена неослабленная часть 3_u основания. Линейная ослабленная часть 5₁ или 5_1с образует каналообразный паз на внутренней стороне 3_I основания, вследствие чего текучая среда, проходящая через душевую лейку и находящаяся под рабочим давлением, поступает в отверстие 4 выпуска душевой струи вдоль линейной ослабленной части 5_1с с большей скоростью потока, чем в противоположно расположенной неослабленной части 3_u основания. Это обозначено на ФИГ. 26 длинной стрелкой потока в ослабленной части 5_1с и короткой стрелкой F₂ потока в неослабленной части 3_u основания. Следствие этого эффекта заключается в том, что для текучей среды, проходящей через душевую лейку и выходящей из отверстия 4 выпуска душевой струи, создается результирующее направление потока, обозначенное ФИГ. 26 стрелкой F₃ потока, в котором несколько сильнее доминируют большие поперечные компоненты относительно большей скорости потока на стороне ослабленной части 5_1с, чем меньшие поперечные компоненты меньшей скорости потока в неослабленной части 3u основания, поэтому душевая струя выходит из отверстия 4 выпуска душевой струи и, следовательно, из сопла, не строго параллельно продольной оси D_L сопла, а в заданном направлении струи, которое образует с продольной осью D_L сопла заданный установочный угол а, показанный на ФИГ. 26.

Таким образом, при помощи соответствующих размеров основания 3 и, в частности, ослабленного участка 5, можно обеспечить требуемое направление выхода душевой струи из сопла. Установочный угол α может быть выбран в относительно широком диапазоне, при этом в большинстве случаев установочный угол предпочтительно составляет более 0° и менее примерно 20°-30°, например, этот угол часто лежит в диапазоне от 5° до 15°.

В вариантах осуществления, показанных на ФИГ. 29-33, эффект установочного угла основан не на том, что ослабленная часть расположена напротив неослабленной части основания, а на расположении напротив друг друга в значительной степени неравных ослабленных частей, что в примере, показанном на ФИГ. 30 и 31, дополнительно усиливается наклонным расположением внутренней стороны 3_I основания.

Варианты осуществления, показанные на ФИГ. 34-42, содержат множество отверстий 4 выпуска душевых струй в основании 3, при этом для стабилизации основания может быть предпочтительно предусмотрен узел 10 ребер жесткости, как в примерах на ФИГ. 34-39. В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 40-42 использованы круглые отверстия 4 выпуска душевых струй, при этом основание там выполнено сравнительно легко деформируемым, поскольку указанные ослабленные части ослабленного участка 5 расположены, как на наружной стороне основания, так и на внутренней стороне основания.

На ФИГ. 43 и 44 наглядно показана предпочтительная деформируемость основания сопла согласно изобретению, которое изготовлено для варианта осуществления, представленного на ФИГ. 6 и 7, со значительным увеличением эффективного проходного сечения отверстия 4 выпуска душевой струи при повышении рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, т.е. внутреннего давления сопла в полости 1.

На ФИГ. 43 показано сопло в его безнапорном начальном состоянии с закругленной крестообразной формой центрального отверстия 4 выпуска душевой струи, которое можно видеть также на ФИГ. 6 и 7. На ФИГ. 44 показано сопло в таком же виде под действием рабочего давления, составляющего примерно 1,0 бар, что, как правило, представляет собой величину, несколько превышающую нормальный диапазон рабочего давления. Хорошо видно, как деформировано основание 3 с выгибом наружу, в результате чего проходное сечение отверстия 4 выпуска душевой струи сильно увеличилось - примерно в пять-шесть раз по отношению к его поперечному сечению в безнапорном состоянии, показанном на ФИГ. 43. На ФИГ. 44 можно видеть также четыре линейные, радиально ослабленные части 5₁-5₄, которые позволяют осуществлять такую значительную и при этом полностью упруго обратимую деформацию основания 3. Кроме того, ФИГ. 43 и 44 однозначно показывают, что крестообразная форма отверстия 4 выпуска душевой струи при увеличении деформации основания 3, по существу, сохраняется, т.е. при различных рабочих давлениях не происходит какого-либо принципиального изменения формы проходного поперечного сечения отверстия 4 выпуска душевой струи.

На ФИГ. 45-48 наглядно показано, что дополнительное достоинство сопла согласно изобретению заключается в том, что основание 3 квази-полносимметрично деформируется вдоль окружности отверстия 4 выпуска душевой струи, как в возможных ослабленных, так и в неослабленных частях основания. Полезным следствием этого является то, что деформация основания 3, возрастающая при повышении рабочего давления текучей среды, не вызывает какого-либо значительного изменения угла наклона струи, под которым душевая струя выходит из отверстия 4 выпуска душевой струи и, следовательно, из сопла, независимо от того, проходит ли душевая струя параллельно продольной оси D_L сопла или под наклонным, т.е. установочным углом к ней.

На ФИГ. 45-48 показано сопло в варианте осуществления с ФИГ. 26 в рабочих состояниях при разных рабочих давлениях текучей среды. На ФИГ. 45 наглядно показано рабочее состояние при отсутствии давления или во всяком случае при довольно низком рабочем давлении текучей среды, которое еще не вызывает существенной деформации основания 3. На ФИГ. 46 показано сопло при несколько более высоком давлении текучей среды. В отличие от ФИГ. 45 здесь можно видеть, что основание 3 уже имеет небольшую деформацию с выгибом наружу. При этом основание 3 в ослабленной части 5_1с, с одной стороны, и в неослабленной части 3_u основания, с другой стороны, на кромке отверстия 4 выпуска душевой струи, имеет, по существу, одинаковый выгиб наружу. Это можно также видеть для рабочих состояний с еще более увеличенным рабочим давлением текучей среды на ФИГ. 47 и 48. Даже при высоком рабочем давлении, как показано на ФИГ. 48, выгиб наружу основания 3, увеличивающий при повышении давления, остается в значительной степени симметричным, т.е. выгиб вдоль всей круговой кромки отверстия 4 выпуска душевой струи является, по существу, одинаковым, как в ослабленной части 5_1с, так и в неослабленной части 3_u основания.

На ФИГ. 49 качественно показана особенно предпочтительная характеристика сопла выпуска душевых струй согласно изобретению при различных рабочих давлениях текучей среды в виде кривой зависимости рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, т.е. давления текучей среды, действующего внутри полости 1 сопла, предпочтительно - вблизи соответствующего отверстия 4 выпуска душевой струи в процессе работы сопла, от объемного расхода, т.е. объема текучей среды, проходящего в единицу времени через структуру 4_S отверстий выпуска душевых струй. Кривая K1 представляет характеристику традиционного сопла выпуска душевых струй, которое не деформируется под действием рабочего давления текучей среды, и которое, таким образом, при увеличении объемного расхода не имеет заметной расширяющей деформации структуры отверстий выпуска душевых струй.

Внутреннее давление сопла, которое, как указано выше, представляет собой, в частности, давление непосредственно перед соответствующим отверстием выпуска душевой струи, в случае такого традиционного сопла повышается, по существу, квадратично, как можно видеть по ходу кривой K1. В отличие от этого внутреннее давление сопла согласно изобретению при увеличении объемного расхода повышается в гораздо меньшей степени, что качественно показывает на ФИГ. 49 кривая K2 зависимости давления от объемного расхода. В основе этой полезной характеристики сопла лежит свойство сопла согласно изобретению деформировать основание при повышении рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, и в результате этого значительно увеличивать проходное сечение структуры 4_S отверстий выпуска душевых струй. Это позволяет получать относительно высокие объемные расходы при относительно низком внутреннем давлении сопла. Так, сопло согласно изобретению при соответствующей конструкции, как показывает кривая K2, при внутреннем давлении сопла не более примерно 0,4 бар и предпочтительно даже только не более примерно 0,2 бар обеспечивает получение объемных расходов примерно до 30 л/мин. Иными словами, сопло согласно изобретению в процессе работы позволяет получать относительно высокие объемные расходы уже при относительно низком рабочем давлении текучей среды, проходящей через душевую лейку, или при внутреннем давлении сопла. Можно иначе сказать, что сопло согласно изобретению обеспечивает относительно высокие объемные расходы уже в нормальном диапазоне рабочего давления примерно до 0,4 бар или примерно до 0,5 бар. Это делает сопло согласно изобретению особенно пригодным для использования в вариантах применения с различными существующими рабочими давлениями текучей среды. Так, например, сопла согласно изобретению с идентичной конструкцией могут применяться для различных регионов или стран, в которых обеспечивается разная величина сетевого давления текучей среды, в то время как обычно в большинстве случаев для этого приходится использовать специально подогнанные сопла различных вариантов осуществления.

Душевая лейка согласно изобретению содержит по меньшей мере одно сопло выпуска душевых струй согласно изобретению и может представлять собой, в частности, сантехническую душевую лейку. На ФИГ. 50 наглядно показан пример, в котором душевая лейка имеет известную плоскую конструкцию, применяемую, например, для сантехнических верхних душевых леек. Показанная душевая лейка содержит корпус 11 душевой лейки, который при помощи шарового шарнира 12 шарнирно закреплен на входном патрубке 13. Со стороны выхода корпус 11 душевой лейки закрыт струйной пластиной 14, которая снабжена отверстиями 15 струйной пластины. В каждом отверстии 15 струйной пластины в качестве выходного элемента для выпуска струи установлено чашеобразное сопло выпуска душевых струй 16 согласно изобретению.

В показанном варианте осуществления душевой лейки сопла 16 выпуска душевых струй согласно изобретению сформованы как единое целое с диском 17 выпуска струй, который показан на ФИГ. 51 и 52 в виде цельного элемента, и который передней стороной, показанной на ФИГ. 52, плотно прилегает к тыльной, т.е. к внутренней стороне струйной пластины 14. Диск 17 выпуска струй выполнен из упругого материала, в частности, из обычного эластомерного материала на силиконовой основе и поэтому называется также струйным выпускным матом. На диске 17 выпуска струй сформованы сопла 16 выпуска душевых струй согласно изобретению. На ФИГ. 51 показан диск 17 выпуска струй с тыльной стороны которого выходят сопла 16 выпуска душевых струй с их областями 18 входа. В альтернативных вариантах осуществления душевой лейки сопла выпуска душевых струй согласно изобретению монтируются в виде отдельных элементов, для чего они содержат подходящие опорные части. В вариантах осуществления, показанных на ФИГ. 1-48, в соплах выпуска душевых струй может быть предусмотрена опорная часть 19, обозначенная на ФИГ. 1, 3 и 6.

Как видно из показанных и описанных вариантов осуществления, изобретение обеспечивает сопло выпуска душевых струй, которое обладает особыми достоинствами в отношении характеристики душевой струи, которую оно может создавать при различных рабочих давлениях текучей среды, проходящей через душевую лейку, и которое предпочтительно является пригодным для обеспечения относительно тонкой душевой струи. Благодаря выгибающей деформации основания, можно уменьшать возникновение известковых отложений, а возможные образующиеся известковые отложения могут быть снова автоматически удалены. Сопло согласно изобретению является пригодным для применения в любых сантехнических и несантехнических душевых лейках.

Изобретение относится к соплу выпуска душевых струй и к содержащему его душевой лейке. Сопло выпуска душевых струй содержит полость (1), боковую стенку (2), ограничивающую полость перпендикулярно продольной оси (D_L) сопла, и основание (3), которое ограничивает полость с выпускной стороны в направлении продольной оси, которое выполнено из упругого материала, и в котором образована структура (4_S) отверстий выпуска душевых струй, состоящая из одного или более отверстий (4) выпуска душевых струй с открытой начальной конфигурацией, при этом основание служит для того, чтобы упруго деформироваться со структурой отверстий выпуска душевых струй под действием рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, в полости и при этом плавно увеличивать проходное сечение структуры отверстий выпуска душевых струй при повышении рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, в пределах диапазона нормального рабочего давления. Согласно одному аспекту изобретения структура отверстий выпуска душевых струй (4_S) расположена на расстоянии от боковой стенки (2), а основание (3) на внутренней стороне (3_I) и/или на наружной стороне (3_A) содержит ослабленный участок (5) с уменьшенной толщиной стенки относительно прилегающей области основания или боковой стенки, при этом ослабленный участок служит для того, чтобы упруго деформироваться в полости (1) под действием рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку. Возможно применение, например, для сантехнических душевых или кухонных леек. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 52 ил.

1. Чашеобразное сопло выпуска душевых струй, содержащее

- полость (1),

- боковую стенку (2), ограничивающую полость перпендикулярно продольной оси (D_L) сопла, и

- основание (3), которое ограничивает полость в направлении продольной оси сопла с выпускной стороны, которое выполнено из упругого материала, и в котором сформирована структура (4_S) отверстий выпуска душевых струй с открытой начальной конфигурацией, состоящая из одного или более отверстий (4) выпуска душевых струй,

- при этом указанное основание служит для того, чтобы упруго деформироваться в полости с его структурой отверстий выпуска душевых струй под действием рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, и при этом плавно увеличивать проходное сечение (Q_S) структуры отверстий выпуска душевых струй при повышении рабочего давления текучей среды, проходящей через душевую лейку, в пределах диапазона нормального рабочего давления,

отличающееся тем, что

- структура (4_S) отверстий выпуска душевых струй расположена на расстоянии от боковой стенки (2), а основание (3) на внутренней стороне (3_I) и/или на наружной стороне (3_А) содержит ослабленный участок (5) с меньшей толщиной стенки, чем в прилегающей области основания, при этом ослабленный участок служит для того, чтобы упруго деформироваться в полости (1) под действием рабочего давления текучей среды, и/или

- структура (4_S) отверстий выпуска душевых струй содержит по меньшей мере одно отверстие (4) выпуска душевой струи с радиусом (R_O), поочередно увеличивающимся и уменьшающимся в окружном направлении с образованием чередующихся выступающих областей (6) и углубленных областей (7), при этом выступающие области имеют закругленную форму с соответствующим минимальным радиусом (K_A) кривизны выступа, а углубленные области также имеют закругленную форму с соответствующим минимальным радиусом (К_Е) кривизны углубления, при этом минимальные радиусы кривизны выступов и минимальные радиусы углублений лежат в диапазоне от 0,01 до 1 мм, и/или при этом отношение минимальных радиусов кривизны выступов к минимальным радиусы кривизны углублений лежит в диапазоне от 0,3 до 2,5, и/или структура (4_S) отверстий выпуска душевых струй содержит по меньшей мере одно отверстие (4) выпуска душевой струи с неплоской кромкой (8_n), которая проходит волнообразно с осевой компонентой (R_A) осевого направления, указывающей в направлении (F_A) выхода текучей среды и противоположно выходу текучей среды относительно плоскости (Е_В) основания (3).

2. Сопло выпуска душевых струй по п. 1, отличающееся тем, что ослабленный участок содержит в основании по меньшей мере одну ослабленную часть (5₁), которая отходит от соответствующего отверстия выпуска душевой струи структуры отверстий выпуска душевых струй.

3. Сопло выпуска душевых струй по п. 2, отличающееся тем, что

- ослабленная часть в основании представляет собой линейную ослабленную часть, которая проходит с радиальной компонентой основного направления прямолинейно или с однократным изгибом или волнообразно с многократным изгибом, и/или

- ослабленная часть в основании проходит до боковой стенки и там переходит в ослабленную часть (9) боковой стенки, и/или

- ослабленная часть в основании представляет собой линейную ослабленную часть, которая отходит от одной из выступающих областей или от одной из углубленных областей соответствующего отверстия выпуска душевой струи.

4. Сопло выпуска душевых струй по п. 2 или 3, отличающееся тем, что основание для отверстия выпуска душевой струи, от которого отходит по меньшей мере одна ослабленная часть, обеспечивает заданный угол наклона струи, при этом одна или более ослабленных частей, отходящих от отверстия выпуска душевой струи, имеют асимметричное расположение на внутренней стороне основания относительно продольной центральной плоскости (L_M) отверстия выпуска душевой струи с заданным углом наклона струи и/или основание по меньшей мере в одной области, содержащей отверстие выпуска душевой струи, имеет наклон с внутренней стороны с заданным углом наклона струи, и/или отверстие выпуска душевой струи эксцентрично расположено в основании с заданным углом наклона струи.

5. Сопло выпуска душевых струй по п. 4, отличающееся тем, что асимметричное расположение одной или более ослабленных частей, отходящих от отверстия выпуска душевой струи на внутренней стороне основания, включает в себя две линейные ослабленные части (5_1а, 5_1b), расположенные напротив друг друга относительно продольной центральной плоскости отверстия выпуска душевой струи и имеющие разную длину и/или разную ширину, или одну ослабленную часть (5_1с), отходящую от отверстия выпуска душевой струи на внутренней стороне основания, противоположно которой относительно продольной центральной плоскости отверстия выпуска душевой струи расположена неослабленная область (3_u) основания.

6. Сопло выпуска душевых струй по одному из пп. 1-5, отличающееся тем, что ослабленный участок содержит в каждом случае по меньшей мере одну ослабленную часть (5_1d, 5_1е) на внутренней стороне и на наружной стороне основания, при этом по меньшей мере одна ослабленная часть (5_1d), расположенная на внутренней стороне, смещена в окружном направлении основания относительно по меньшей мере одной ослабленной части (5_1е), расположенной на наружной стороне.

7. Сопло выпуска душевых струй по одному из пп. 1-6, отличающееся тем, что по меньшей мере одно отверстие выпуска душевой струи структуры отверстий выпуска душевых струй имеет закругленную многоугольную основную форму поперечного сечения, при этом выступающие области образуют закругленные угловые зоны многоугольной основной формы поперечного сечения.

8. Сопло выпуска душевых струй по одному из пп. 1-7, отличающееся тем, что

- по меньшей мере одно отверстие выпуска душевой струи структуры отверстий выпуска душевых струй имеет выходной эквивалентный диаметр в диапазоне от 0,2 до 1,2 мм, и/или

- толщина (W_B) стенки основания за пределами ослабленного участка лежит в диапазоне от 0,1 до 1 мм, и/или

- минимальная толщина (W_M) стенки основания в области ослабленного участка составляет от одной пятой до половины толщины (W_B) стенки основания за пределами ослабленного участка, и/или

- по меньшей мере одно отверстие выпуска душевой струи структуры отверстий выпуска душевых струй имеет воронкообразную закругленную область (4_Е) входа в форме четверти круга с входным радиусом (E_R) кривизны от 0,1 до 0,3 мм, и/или

- внутренний диаметр (H_D) полости лежит в диапазоне от 1,5 до 4 мм, и/или

- длина (H_L) полости лежит в диапазоне от 4 до 8 мм, и/или

- толщина (W_S) боковой стенки за пределами ослабленного участка составляет по меньшей мере 0,8 мм.

9. Сопло выпуска душевых струй по одному из пп. 1-8, отличающееся тем, что структура (4_S) отверстий выпуска душевых струй содержит множество отверстий выпуска душевых струй, а основание содержит узел (10) ребер жесткости с увеличенной толщиной стенки по сравнению с прилегающей областью основания, при этом узел ребер жесткости разделяет основание на множество частей (3₁, 3₂, 3₃), в каждой из которых расположено по меньшей мере одно из отверстий выпуска душевых струй, или конец каждого ребра жесткости проходит до одного из соответствующих отверстий выпуска душевых струй.

10. Душевая лейка, в частности сантехническая душевая лейка, отличающаяся тем, что содержит по меньшей мере одно чашеобразное сопло выпуска душевых струй по одному из пп. 1-9.