Распылитель для декоративного фонтана

Распылитель для декоративного фонтана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к конструкции декоративных фонтанов и может быть использовано для распыления жидких веществ в других отраслях промышленности и сельского хозяйства.

Известны распылители, которые могут быть использованы в конструкциях фонтанов, содержащие коллектор, установленную на выходе из него одну или несколько пружин с примыкающими друг к другу витками и прикрепленную к свободному концу пружин заглушку (см., например, а.с. СССР №646150, кл. В 05 В от 1977 г., СССР №1156744, кл. В 05 В 1/04, 1982 г. и др.). Такие распылители дают винтовую непрерывную либо прерывистую поверхность факела распыла.

К недостаткам этих распылителей при использовании их в конструкциях декоративных фонтанов можно отнести статичность струи и формы факела распыла (фонтана), что снижает их декоративность и занимательность.

Лучшие параметры имеет распылитель, обеспечивающий динамичный факел распыла (см., например, патент РФ на изобретение №2238152, кл. В 05 В 1/04, В 05 В 1/08, 2002 г.), который и выбран нами в качестве прототипа.

К недостаткам прототипа относится то, что при осевых колебаниях заглушки меняется только диаметр винтового факела.

Целью изобретения является улучшение декоративных и занимательных свойств фонтанов за счет использования распылителей, обеспечивающих динамичный меняющийся факел распыла, в котором имеют место элементы непредсказуемости или стохастичности.

Эта цель достигается тем, что в распылитель для декоративного фонтана, содержащий коллектор, на выходе которого установлена пружина с примыкающими друг к другу витками и заглушкой на свободном конце, введен рассекатель потока, связанный с заглушкой.

При таком выполнении распылителя, за счет появления автоколебаний рассекателя, при взаимодействии его с потоком жидкости усилия от него передаются на заглушку, в результате чего появляются осевые и радиальные смещения (колебания) заглушки относительно оси коллектора. Это обеспечивает динамичный и меняющийся по форме факел распыла. При естественных изменениях свойств потока распиливаемой жидкости (температура, турбулентность и пр.) будут изменяться параметры колебательного процесса движения рассекателя, а следовательно, параметры факела распыла будут иметь элемент непредсказуемости. Кроме того, использование рассекателя позволяет максимально упростить конструкцию распылителя, отказавшись от механизмов внешнего воздействия на заглушку (как в прототипе).

Только введение устройства, выполненного в виде рассекателя потока, обеспечивающего осевые и радиальные колебания заглушки, в конструкцию распылителя для декоративного фонтана позволяет достичь цели изобретения - улучшение декоративных и занимательных свойств фонтана.

Пружина может быть связана с коллектором посредством шарового шарнира, что обеспечивает дополнительную динамичность факела распыла, за счет возможного отклонения оси пружины относительно оси коллектора под действием сил, действующих со стороны рассекателя и собственного веса пружины с заглушкой.

Рассекатель потока может быть размещен внутри пружины, взаимодействуя с основным потоком распыливаемой жидкости, выходящим из коллектора, что создает дополнительные завихрения потока в близлежащих областях и усиливает колебательные движения заглушки. Кроме того, в этом случае рассекатель скрыт от наблюдателей, что повышает занимательность фонтана.

В распылителе на выходе из коллектора может быть установлено сопло. В этом случае произойдет увеличение скорости жидкости, выходящей из коллектора, что приведет к увеличению амплитуды колебаний рассекателя и связанной с ним заглушки. При этом повысится динамичность факела и декоративность фонтана.

Рассекатель потока может находиться вне пружины. В этом случае в заглушке необходимо установить одно или несколько сопел, оси которых направлены на рассекатель. При этом винтовой факел фонтана дополняется отдельными струями воды, выходящими из заглушки, что способствует повышению декоративности фонтана.

При размещении рассекателя потока внутри или снаружи пружины рассекатель потока может быть связан жестко с заглушкой, автоколебания которой обеспечиваются в этом случае за счет упругих свойств распыливающей пружины.

Связь рассекателя с заглушкой может осуществляться посредством стержня. В этом случае автоколебания заглушки обеспечиваются за счет упругих свойств пружины, а также за счет действия изгибающих моментов на заглушку со стороны рассекателя потока, возникающих из-за радиального перемещения рассекателя. При этом факел фонтана становится более динамичным, что приводит к повышению декоративности и непредсказуемости.

Связь рассекателя с заглушкой может осуществляться посредством упругого стержня, что способствует увеличению автоколебаний и повышению динамичности факела (включая резонансные эффекты).

Стержень, связывающий рассекатель потока с заглушкой, может быть установлен с возможностью изменения его длины относительно заглушки. Это обеспечивает возможность изменения частоты собственных колебаний рассекателя потока при настройке распылителя на рабочий режим.

Стержень, связывающий рассекатель потока с заглушкой, может быть криволинейный. В этом случае при возникающих колебаниях рассекателя потока возможно касание изогнутой частью стержня, например, внутренней поверхности рабочей пружины, при этом рассекатель потока посредством стержня воздействует на пружину, деформируя ее, а также за счет образовавшегося рычага на заглушку. При этом происходит усиление деформации пружины и колебаний заглушки, что приводит к повышению непредсказуемости работы распылителя.

Рассекатель потока может быть выполнен в виде тела любой симметричной формы, в том числе с центральной симметрией (шар, куб), осевой симметрией (цилиндр, конус), плоскость симметрии (шар с двумя или более спиленными сегментами), а также в виде тела несимметричной формы. Это позволяет за счет замены (подбора на этапе настройки) рассекателя потока эффективнее осуществлять настройку распылителя на требуемый рабочий режим. Кроме того, периодическая замена рассекателя потока в распылителе позволяет повысить занимательность фонтана, так как при этом будет происходить изменение параметров факела распыла.

Рассекатель потока может быть выполнен в виде фигуры со смещенным или переменным центром масс (в частности, рассекатель потока может представлять собой резиновую оболочку, не полностью наполненную металлическими шариками). При этом из-за смещенного (переменного) центра масс повышается непредсказуемость колебаний рассекателя, а также связанной с ним заглушки, что приводит к усилению динамичности факела распыла повышению декоративности фонтана.

Связь рассекателя со стержнем может быть выполнена с возможностью вращения рассекателя. В этом случае рассекатель потока, имеющий, например, переменный центр масс получает еще одну степень свободы. При этом из-за возможности вращения рассекателя потока суммарный изгибающий момент, передаваемый им на заглушку, будет изменяться по величине и направлению действия относительно оси коллектора, что приведет к повышению динамичности факела распыливаемой жидкости.

Связь рассекателя потока со стержнем может быть выполнена с возможностью осевого смещения рассекателя потока вдоль оси стержня. При этом появляется возможность непроизвольного изменения частоты собственных колебаний рассекателя потока, а также возможность импульсного воздействия по оси на заглушку, что усиливает декоративность фонтана.

Тот же эффект можно получить при выполнении связи стержня с заглушкой с возможностью относительного движения.

Связь рассекателя со стержнем может быть выполнена таким образом, что диаметр отверстия в рассекателе больше диаметра стержня. При этом за счет определенного зазора обеспечивается непредсказуемое, возможное радиальное смещение рассекателя потока относительно оси стержня, что позволит получить радиальные ударные воздействия рассекателя потока по стержню. В этом случае увеличиваются колебания заглушки, что приводит к усилению непредсказуемости работы фонтана.

С целью увеличения амплитуды механических колебаний и непредсказуемости работы распылителя и, как следствие, повышение привлекательности фонтана могут быть введены дополнительные рассекатели потока, связанные посредством стержней различной длины и различной жесткости с заглушкой. В этом случае можно получить несколько резонансных частот колебаний стержней с рассекателями, за счет чего происходит динамичное изменение формы факела распыла.

Заглушка может быть выполнена полой, а в полость введен дополнительный груз с возможностью смещения в полости заглушки. В этом случае колебания заглушки будут зависеть не только от колебаний рассекателя потока, но и от положения дополнительного груза в полости заглушки. При этом усиливается непредсказуемость параметров факела распыла и повышается декоративность фонтана.

На фиг.1 изображена принципиальная схема распылителя для декоративного фонтана с рассекателем потока в виде конуса, помещенного в полость пружины. На фиг.2 - вариант схемы распылителя, в которой пружина связана с коллектором посредством шарового шарнира, а рассекатель потока находится вне пружины. На фиг.3 - вариант распылителя, в котором связь рассекателей с заглушкой осуществляется посредством изогнутых стержней. На фиг.4 - вариант распылителя, в котором заглушка имеет полость, в которую введен дополнительный груз, а рассекатель жестко связан с заглушкой. На фиг.5-7 показаны варианты выполнения рассекателя, а на фиг.8 - сечение А-А на фиг.7.

Распылитель для декоративного фонтана (фиг.1) содержит коллектор 1, заглушку 2, соединяющую их пружину растяжения 3 и рассекатель потока 4 конусного типа, связанный с заглушкой посредством стержня с резьбой 5, позволяющей изменять длину стержня при настройке распылителя.

Устройство работает следующим образом. Распыливаемая жидкость под давлением подается в коллектор 1 и воздействует давление жидкости на заглушку. При этом витки пружины 3 образуют зазор, жидкость проходит между витками пружины 3 и распыливается в окружающее пространство. Так как в полости пружины введен рассекатель потока, взаимодействующий с жидкостью, то усилие воздействия жидкости на рассекатель 4 через стержень с резьбой 5 будет передаваться на заглушку 2. При этом растяжение и сжатие пружины 3 будет происходить неравномерно по окружности, в результате чего меняется величина зазора между витками пружины 3 и обеспечиваются переменные во времени диаметр и форма факела распыла.

Распылитель, изображенный на фиг.2, отличается от вышеописанного тем, что связь пружины 3 с коллектором 1 выполнена посредством шарового шарнира 6, а также тем, что рассекатель потока 4 находится вне полости пружины и соединен с заглушкой 2 посредством стержня 5, который в свою очередь связан с заглушкой посредством подвижной связи 7. В заглушке 2 имеется одно или несколько сопел 8, оси которых направлены на рассекатель 4. Рассекатель 4 может быть выполнен со смещенным центром тяжести и с возможностью поступательного и вращательного движения относительно стержня 5.

Особенность работы устройства заключается в том, что часть жидкости проходит сквозь сопла 8 в заглушке 2 и, попадая на рассекатель 4, обеспечивает его сложное и хаотичное движение относительно стержня 5, что заставляет пружину 3 деформироваться неравномерно, тем самым обеспечивая стохастичные и переменные во времени диаметр и форму факела распыла.

Распылитель, изображенный на фиг.3, отличается от изображенного на фиг.1 тем, что рассекателей 4 больше, чем один, а их связь с заглушкой осуществляется посредством криволинейных стержней, причем рассекатель потока представляет собой тело с центральной симметрией.

Особенность работы устройства заключается в том, что жидкость, последовательно воздействуя на несколько рассекателей, обеспечит более неравномерное и стохастичное движение заглушки 2, в результате этого будут более непредсказуемы переменные во времени диаметр и форма факела распыла.

Распылитель, изображенный на фиг.4, отличается от изображенного на фиг.1 тем, что связь рассекателя 4 с заглушкой 2 жесткая, причем заглушка 2 имеет полость, и введен дополнительный груз 9 с возможностью смещения его в полости заглушки 2, что обеспечивает переменный центр масс заглушки, что повысит стохастичность ее движения.

Особенность работы устройства заключается в том, что в полости пружины введен простейший по конструкции рассекатель 4 потока, жестко связанный с заглушкой 2, а неравномерность движения заглушки 2 повышена за счет того, что заглушка выполнена полой, а в полости имеется дополнительный груз 9, меняющий при своем движении центр тяжести заглушки, что обеспечивает цель изобретения.

На фиг.5 приведен вариант конструкции рассекателя, выполненного из двух цилиндров (дисков) 10 и 11 со смещенными центрами масс, которые могут вращаться относительно стержня 5 и относительно друг друга, обеспечивая переменный и стохастичный центр масс рассекателя.

На фиг.6 приведен вариант конструкции рассекателя, выполненный в виде гибкой оболочки 12, частично заполненной металлическими шариками 13. Такая конструкция рассекателя обеспечивает переменный во времени центр масс его.

На фиг.7 приведен вариант конструкции рассекателя, выполненный в виде тела 14 с плоскостью симметрии, причем диаметр отверстия в рассекателе больше диаметра стержня 5.

1. Распылитель для декоративного фонтана, содержащий коллектор, установленную на выходе из коллектора пружину с примыкающими друг к другу витками и заглушкой на свободном конце, отличающийся тем, что введен рассекатель потока жидкости, связанный с заглушкой.

2. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что пружина установлена на выходе из коллектора посредством шарового шарнира.

3. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что рассекатель потока жидкости находится внутри пружины.

4. Распылитель по п.1 или 3, отличающийся тем, что на выходе из коллектора установлено сопло.

5. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что рассекатель потока жидкости находится вне пружины, а в заглушке имеется одно или несколько сопел, оси которых направлены на рассекатель.

6. Распылитель по п.3 или 5, отличающийся тем, что связь рассекателя потока жидкости с заглушкой жесткая.

7. Распылитель по п.3 или 5, отличающийся тем, что связь рассекателя с заглушкой осуществляется посредством стержня.

8. Распылитель по п.7, отличающийся тем, что стержень упругий.

9. Распылитель по п.7, отличающийся тем, что стержень установлен с возможностью изменения его длины относительно заглушки.

10. Распылитель по п.7, отличающийся тем, что стержень криволинейный.

11. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что рассекатель выполнен в виде тела, имеющего центральную симметрию.

12. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что рассекатель выполнен в виде тела, имеющего осевую симметрию.

13. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что рассекатель выполнен в виде тела, имеющего плоскость симметрии.

14. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что рассекатель выполнен в виде тела несимметричной формы.

15. Распылитель по п.14, отличающийся тем, что рассекатель имеет форму шара со спиленными одним или несколькими сегментами.

16. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что рассекатель имеет смещенный центр масс.

17. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что рассекатель выполнен в виде фигуры с переменным центром масс.

18. Распылитель по п.17, отличающийся тем, что рассекатель представляет собой резиновую оболочку, наполненную металлическими шариками.

19. Распылитель по п.7, отличающийся тем, что связь рассекателя со стержнем выполнена с возможностью вращения рассекателя.

20. Распылитель по п.19, отличающийся тем, что связь рассекателя со стержнем выполнена с возможностью осевого смещения рассекателя вдоль оси стержня.

21. Распылитель по п.7, отличающийся тем, что связь стержня с заглушкой выполнена с возможностью относительного движения.

22. Распылитель по п.19 или 20, отличающийся тем, что диаметр отверстия в рассекателе больше диаметра стержня.

23. Распылитель по п.1 или 3, отличающийся тем, что введены дополнительные рассекатели, связанные посредством стержней различной длины и различной жесткости с заглушкой.

24. Распылитель по п.1, отличающийся тем, что заглушка выполнена полой и введен дополнительный груз с возможностью смещения в полости заглушки.