Гибко-жесткий бимодальный шланг - RU2319888C2
Код документа: RU2319888C2
Чертежи
Описание
Настоящее изобретение относится к гибким шлангам. Более конкретно настоящее изобретение относится к универсальному шлангу, имеющему взаимозаменяемые гибкую конфигурацию и жесткую конфигурацию.
Имеются два вида домашнего мытья, мытье в душевой кабине и мытье в ванне. В обоих случаях человек может опрыскиваться водой с помощью душевой головки, которая присоединена к водопроводной сети через душевой шланг. В основном существуют шланги двух видов, присоединенные к водопроводной сети. К первому относится фиксированная душевая головка, которая приспособлена главным образом для мытья в душевой кабине и привинчена на верхнем конце вертикальной душевой трубы. Ко второму типу относится насадка душевого шланга, которая благодаря шарнирным соединениям обеспечивает возможность перемещения между неподвижными соединениями. Эти два вида хорошо известны из уровня техники.
Надставки душевых шлангов, которые являются гибкими, обычно снабжают держателем, который позволяет подвешивать разбрызгиватель при мытье пользователя. Были разработаны опорные элементы, например душевая опора, раскрытая в патенте США №6276003 (Knapp),"Регулируемая опора для душа". Регулируемая опора для душа включает в себя стержень, установленный по существу в вертикальном положении, который вблизи средней точки поддерживается опорным кронштейном, выполненным за одно целое с ручкой смесительного вентиля. Эта и другие опоры подобных видов позволяют пользователю регулировать душевую головку только в одном направлении.
Для получения душевого шланга, который является более гибким и удобным, были разработаны душевые шланги, состоящие из полых бусин. Шланг повышенной гибкости, изготовленный из сочлененных бусин, и его применения раскрыл Tzong в патенте США №5620352 и в патенте Великобритании №2317641. Гибкая трубка включает в себя некоторое количество сочлененных элементов, каждый из которых имеет узкий участок уменьшенного диаметра, образованный между сферическим элементом и полусферическим элементом. Сочлененные элементы образуют полый канал.
Были попытки разработать регулируемый душевой шланг, выполненный из сочлененных элементов, которые позволяют пользователю регулировать в трех измерениях положение душевой головки. Пример конфигурируемого шланга раскрыт в патенте США №6164570 (Smeltzer). Реконфигурируемый, самоподдерживающийся шланг позволяет пользователю выбирать положение разбрызгивателя, а также и направление разбрызгивания воды из разбрызгивателя или из душевой головки. Положение душевой головки и направление разбрызгивания из душевой головки можно отрегулировать и оставить в желаемом направлении до изменения пользователем. Другой пример раскрыт в патенте США №6614569 (Hollinshead). Патентованный гибкий душевой рукав позволяет пользователю многократно регулировать положение душевой головки в трех измерениях путем конфигурирования формы душевого рукава, присоединенного между источником воды и раздатчиком воды. Шланги, основанные на принципах, раскрытых в этих патентных документах, представляют собой относительно жесткие конструкции, которые реконфигурируют вручную путем приложения силы к деталям шланга.
Известен также шланг, содержащий большое количество зацепленных с прилеганием полых элементов, образующих шланг, имеющий первый конец, второй конец и удлиненную полость, а также одну гибкую трубку, проходящую через указанное большое количество зецепленных с прилеганием полых элементов (патент США № 5997047 А, 07.12.1999).
Ограниченность конструкций этих видов заключается в относительно коротких рукавах и в неспособности сохранения желаемой конфигурации шланга при ослаблении сочленений.
Существует необходимость в шланге, который можно изменять от совершенно гибкого шланга до совершенно жесткого шланга с тем, чтобы шланг можно было бы легко и в соответствии с конкретными потребностями преобразовывать в трехмерную конструкцию.
Шланг настоящего изобретения может быть использован для других применений, таких как канал для электрических проводов или других проводников, которые должны проходить от одного конца к другому. Примером такого применения является микрофонный шланг, который, когда это желательно, может быть в жесткой конфигурации и может переноситься с места на место в гибкой конфигурации.
Задача настоящего изобретения заключается в создании бимодального гибко-жесткого шланга, приспособленного для легкого преобразования между гибкой конфигурацией и жесткой конфигурацией.
Другая задача настоящего изобретения заключается в создании бимодального гибко-жесткого шланга, позволяющего пользователю преобразовывать гибкий шланг в жесткий шланг при любом направлении или высоте с тем, чтобы пользователь мог направлять брызги воды в любом направлении.
Еще одна задача настоящего изобретения заключается в создании бимодального гибко-жесткого шланга, в котором преобразование между гибкой конфигурацией и жесткой конфигурацией инициируется механически или гидравлически.
Дополнительная задача настоящего изобретения заключается в создании бимодального гибко-жесткого шланга, выполненного из зацепленных с прилеганием элементов, сконструированных так, чтобы обеспечивалась возможность использования относительно длинного шланга.
Поэтому согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения создан гибко-жесткий бимодальный шланг, содержащий:
большое количество зацепленных с прилеганием полых элементов, образующих шланг, имеющий первый конец, второй конец и удлиненную полость;
гибкую трубку, проходящую через удлиненную полость, продолжающуюся от первого конца до второго конца;
средство натяжения, продолжающееся от первого конца до второго конца, при этом средство натяжения имеет первое состояние низкого натяжения, при котором каждый один из указанного большого количества зацепленных с прилеганием полых элементов является поворачивающимся относительно соседних полых элементов, и второе состояние высокого натяжения, при котором указанные в большом количестве полые элементы прижаты друг к другу, так что по существу относительное перемещение полых элементов отсутствует;
приводное средство, выполненное с возможностью приложения различных растягивающих сил к средству натяжения;
в результате чего при первом состоянии низкого натяжения бимодальный шланг находится в гибкой конфигурации, а при втором состоянии высокого натяжения бимодальный шланг поддерживается в жесткой конфигурации.
Кроме того, согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения гибкая трубка выполнена с возможностью транспортировки текучей среды.
Кроме того, согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения приводное средство представляет собой механический привод.
Кроме того, согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения приводное средство представляет собой гидравлический привод.
Кроме того, согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения приводное средство представляет собой линейный гидравлический привод, соединенный по текучей среде с водопроводной сетью, и в котором средство натяжения представляет собой трос, причем в линейном гидравлическом приводе расположен подвижный поршень, соединенный с тросом, и в котором перемещения подвижного поршня находятся под влиянием маршрутизации воды в линейном гидравлическом приводе.
Кроме того, согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения предусмотрен селектор, выполненный с возможностью регулирования потока текучей среды в гидравлический привод для управления перемещением подвижного поршня.
Кроме того, согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения водопроводная сеть подает воду в гибкую трубку по обходной трубе в обход линейного гидравлического привода.
Кроме того, согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения по меньшей мере один из указанного большого количества зацепленных с прилеганием полых элементов, имеющий третий конец в носовой части и четвертый конец во второй части, ограничен сферической поверхностью на третьем конце и наружной круговой цилиндрической поверхностью носовой части, сферической наружной поверхностью между носовой частью и второй частью, круговой конической поверхностью на четвертом конце и цилиндрической внутренней поверхностью, и внутренним сферическим заплечиком во второй части.
Кроме того, согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения по меньшей мере один из указанного большого количества зацепленных с прилеганием полых элементов, имеющий третий конец в носовой части и четвертый конец во второй части, ограничен выпуклой поверхностью на третьем конце и наружной круговой цилиндрической поверхностью носовой части, сферической наружной поверхностью между носовой частью и второй частью, круговой конической поверхностью на четвертом конце и цилиндрической внутренней поверхностью и внутренним вогнутым заплечиком в первой части.
Кроме того, согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения выпуклая поверхность является по существу параллельной внутреннему вогнутому заплечику.
Кроме того, согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения выпуклая поверхность и внутренний вогнутый заплечик являются по существу перпендикулярными.
Дополнительно согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения бимодальный шланг соединен на одном конце с душевой головкой, а на втором конце - с водопроводной сетью.
Для лучшего понимания настоящего изобретения и оценки его практической применимости к настоящей заявке приложены с пояснениями нижеследующие чертежи. Аналогичные детали обозначены одинаковыми позициями.
Следует отметить, что чертежи и предпочтительные варианты осуществления показаны только для примера и никоим образом не ограничивают объем настоящего изобретения, определенный в описании и приложенной формуле изобретения.
На чертежах:
фиг.1 - вид ванны, снабженной приводимым в действие механически бимодальным гибко-жестким шлангом согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.2 - разрез обоих концов приводимого в действие механически бимодального гибко-жесткого шланга, показанного на фиг.1;
фиг.3 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей обоих концов приводимого в действие механически бимодального гибко-жесткого шланга, показанного на фиг.1;
фиг.4 - вид с местным разрезом механического привода бимодального гибко-жесткого шланга, показанного на фиг.1, в состоянии расцепления;
фиг.5 - вид с местным разрезом механического привода бимодального гибко-жесткого шланга, показанного на фиг.1, в состоянии сцепления;
фиг.6 - вид ванны, снабженной приводимым в действие гидравлически бимодальным жестко-гибким шлангом согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.7 - разрез обоих концов приводимого в действие гидравлически бимодального гибко-жесткого шланга, показанного на фиг.6;
фиг.8 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей приводимого в действие гидравлически бимодального гибко-жесткого шланга, показанного на фиг.6;
фиг.9а - разрез гидравлического привода, показанного на фиг.6, обеспечивающего гибкость шлангу;
фиг.9b - вид гидравлического привода, показанного на фиг.9а, в состоянии, при котором шланг поддерживается в жестком состоянии;
фиг.10 - увеличенный вид линейного селектора, использованного в гидравлическом приводе, показанном на фиг.6;
фиг.11а - разрез гидравлического привода согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, в состоянии, придающем шлангу жесткость;
фиг.11b - вид гидравлического привода, показанного на фиг.11а в состоянии, при котором поддерживается гибкость шланга;
фиг.11 с - разрез по D-D гидравлического привода, показанного на фиг.11d;
фиг.11d - вид в перспективе гидравлического привода, показанного на фиг.11а-с;
фиг.12-17 - виды полых элементов различных типов, зацепленных в бимодальном гибко-жестком шланге согласно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения;
фиг.18-19 - виды элементов двух типов, зацепленных в шлангах согласно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения;
фиг.20 - вид ванны, снабженной приводимым в действие гидравлически бимодальным гибко-жестким шлангом согласно другому предпочтительному варианту настоящего изобретения;
фиг.21 - вид душевой кабины, снабженной приводимым в действие гидравлически бимодальным гибко-жестким шлангом согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.22 - вид раковины, снабженной приводимым в действие гидравлически гибко-жестким шлангом согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.23a-b - разрезы селектора, встраиваемого в шланговый узел, в двух рабочих режимах согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения и
фиг.23-26 - разрезы гидравлических приводов, встраиваемых в шланговый узел, согласно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения.
Согласно настоящему изобретению создан новый и уникальный бимодальный гибко-жесткий шланг, который может быть использован в разнообразных областях, где имеется потребность в гибком шланге или рукаве, который может быть легко преобразован пользователем в гибкий шланг. Например, бимодальный шланг настоящего изобретения может быть использован в качестве ручного душевого рукава, пригодного для использования в душевых кабинах и ваннах. Бимодальный гибко-жесткий шланг может использоваться в гибкой конфигурации, при этом шланг может быть «заморожен» в любой форме с образованием жесткой конфигурации в любой момент времени, в который пользователь захочет освободить руки и сделать шланг неподвижным. Преобразование между гибкой конфигурацией и жесткой конфигурацией является очень легким. Пользователь может преобразовать конфигурацию в то время, когда вода разбрызгивается в желаемом направлении и душевая головка находится на удобной высоте. Пользователь может переконфигурировать шланг или вернуться к гибкой конфигурации в любое желаемое мгновение.
Бимодальный гибко-жесткий шланг настоящего изобретения содержит большое количество зацепленных с прилеганием полых элементов, которые образуют трубку, ограниченную первым концом и вторым концом. Гибкий шланг проходит через полость в элементах и продолжается от первого конца до второго конца, однако помимо передачи воды шланг может быть использован в качестве канала в других случаях. Гибкий шланг выполнен с возможностью транспортировки воды от одного конца трубки к другому концу. Кроме того, бимодальный шланг содержит средство натяжения, также продолжающееся от первого конца до второго конца. Средство натяжения имеет два предельных положения, при этом в первом положении средство натяжения поддерживает низкое натяжение между зацепленными элементами. Низкое натяжение между зацепленными элементами поддерживает бимодальный шланг в гибкой конфигурации. Во втором положении средства натяжения зацепленные элементы прижаты друг к другу с тем, чтобы по существу исключалось относительное перемещение элементов, так что бимодальный шланг становится жестким.
Для преобразования между состоянием низкого натяжения и состоянием высокого натяжения предусмотрено приводное средство. В настоящей заявке раскрыты два предпочтительных приводных средства: механический привод и гидравлический привод. Механический привод содержит нажимно-отжимную ручку, которой переставляют средство натяжения, которым является трос, между ослабленным положением и натянутым положением. В гидравлическом механизме средство натяжения приводится в действие напором воды.
В одном объекте настоящего изобретения механический привод используют для преобразования бимодального гибко-жесткого шланга из гибкой конфигурации в жесткую конфигурацию и наоборот.
На фиг.1 изображена ванна, снабженная приводимым в действие механически бимодальным гибко-жестким шлангом согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения. Душевой рукав 50 объединен с ручкой 40 ванны. Душевой рукав 50 содержит бимодальный шланг 30, который соединяет водопроводную сеть с душевой головкой 41, тогда как ручкой 40 регулируется поток воды из сети. Бимодальный шланг 30 ограничен первым концом 31, снабженным механическим приводом 90, и вторым концом 32, присоединенным к душевой головке 41. Как будет подробно пояснено ниже, бимодальный шланг 30 образован зацепленными с прилеганием полыми элементами.
На фиг.2 и 3 показан соответственно разрез и вид в перспективе с пространственным разделением деталей обоих концов приводимого в действие механически бимодального гибко-жесткого шланга, показанного на фиг.1. Бимодальный шланг 30 содержит большое количество зацепленных с прилеганием полых элементов 35 и 36, имеющих коническую форму, с тем чтобы каждый последующий элемент мог частично входить внутрь полости соседнего элемента. Гибкая трубка 43 проходит через канал, образованный в бимодальном шланге 30, при этом обеспечивается возможность прохождения воды по гибкой трубке 43 от водопроводной сети к душевой головке 43. Внутри гибкой трубки 43 расположен по существу концентрически трос 38. Трос 38 действует как средство натяжения. Трос 38 неподвижно закреплен на втором конце 32. Трос 38 снабжен тросовым захватом 47, который прочно удерживается в соединительной резьбе 42, присоединенной к душевой головке 41. Перфорированная стопорная гайка 58 и прокладка 52 удерживают тросовый захват 47 в неподвижной, подобной платформе конструкции.
Другой конец троса 38 является подвижным; поэтому он соединен с механическим приводом 90. Механический привод 90 содержит наружную неподвижную трубку 37 и внутреннюю подвижную трубку 45, в которой тросовый захват 500 удерживается концентрически внутри наружной трубки 37 посредством гайки 48 с фланцем. Наружная трубка 37 и внутренняя трубка 45 снабжены соответствующими отверстиями и щелями, выполненными для обеспечения возможности поворота ручки 39 вокруг штыря 56, который введен через отверстие 59 и соответствующую щель 78, и для обеспечения возможности линейного перемещения внутренней трубки 45 внутри наружной трубки 37. Ручка 39 снабжена двумя рычагами 54, расположенными по обеим сторонам, которые поворачиваются вокруг штыря 55, введенного в щель 79 наружной трубки 37 и щель 77 внутренней трубки 45. Штыри 57 соединяют рычаги 54 с ручкой 39. Внутренняя трубка 45 удерживается внутри наружной трубки 37 посредством наружной резьбы 85, на которую навинчена гайка 48 с фланцем, и наружной резьбы 86, на которую навинчен регулируемый колпачок 46. Для регулируемого колпачка 46 предусмотрен диск 51.
Чтобы лучше понять механизм действия ручки 39, теперь обратимся к фиг.4 и 5, иллюстрирующим виды с местными разрезами механического привода бимодального гибко-жесткого шланга, показанного на фиг.1, соответственно в отжатом состоянии и в прижатом состоянии. На фиг.4 ручка 39 находится в отжатом положении, а трос 38 находится в состоянии низкого натяжения. Для создания натяжения троса 38 ручку 39 поворачивают вокруг штыря 56, заставляя рычаги 54 поворачиваться вокруг штырей 57, вынуждающих штырь 55 скользить прямолинейно в щели 79. При прямолинейном перемещении штырь 55 продвигает регулируемый колпачок 46, который, в свою очередь, вытягивает внутреннюю трубку 45 и трос 38 так, что создается большое растягивающее усилие на тросе (состояние высокого натяжения).
На фиг.2 и 3 показано, что трос 38 находится в состоянии большого натяжения, полые элементы 35 и 36 прижаты друг к другу в положении, в котором по существу нет относительного перемещения элементов. В этом состоянии бимодальный шланг 30 является жестким. В состоянии низкого натяжения полые элементы 35 и 36 приспособлены перемещаться как один относительно последующего элемента, так что образуется гибкий шланг.
Наружная трубка 37 снабжена отверстием 501 на боковой стороне. Подача воды, которая отводится из вентиля 502, связана отверстием 501 через душевую трубную гайку 34, втулку 53 и прокладку 52. Вода, поступающая через трубную гайку 34, протекает по части наружной трубки 37 и втекает в гибкую трубку 43, и разбрызгивается через душевую головку 41.
В другом объекте настоящего изобретения преобразование между гибкой конфигурацией и жесткой конфигурацией осуществляется гидравлически. Давление воды, поступающей из водопроводной сети, используется для приведения в действие диафрагмы, имеющей положение, при котором усилие растяжения на средстве натяжения используется для создания жесткой конфигурации, и положение, при котором по существу нет усилия на средстве натяжения, и устанавливается гибкая конфигурация бимодального шланга.
На фиг.6 изображена ванна, снабженная бимодальным, приводимым в действие гидравлически гибко-жестким шлангом согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения. Душевой рукав 25 объединен с ручкой 40 ванны. Душевой рукав 25 содержит бимодальный шланг 30, который соединяет водопроводную сеть с душевой головкой 41, тогда как ручкой 40 регулируется поток воды из сети. Бимодальный шланг 30 ограничен первым концом 31, снабженным гидравлическим приводом 100, и вторым концом 32, присоединенным к душевой головке 41. Бимодальный шланг 30 аналогичен варианту осуществления, показанному в настоящей заявке ранее.
На фиг.7 и 8 показан соответственно разрез и вид в перспективе с пространственным разделением деталей обоих концов приводимого в действие гидравлически бимодального гибко-жесткого шланга, показанного на фиг.6. Второй конец 32 и его соединение с душевой головкой 41 аналогичны варианту осуществления, описанному в настоящей заявке ранее. Первый конец 31 соединен с гидравлическим приводом 100, выполненным с возможностью преобразования состояния троса 38 из состояния низкого натяжения, при котором бимодальный шланг находится в гибком состоянии, до состояния высокого натяжения, при котором бимодальный шланг находится в жестком состоянии, и наоборот.
Гидравлический привод 100 содержит корпус 102, снабженный подвижным поршнем 103. Поршень 103 разделяет корпус 102 на верхнюю камеру 105b и нижнюю камеру 105а. Поршень снабжен штоком 104, который присоединен к тросу 38 посредством тросового захвата 500 и гайки 48, которая навинчена на шток 103 благодаря наружной резьбе 107. Поршень 103 снабжен прокладкой 108, предотвращающей прохождение воды по окружности поршня. Шток 104 поршня также снабжен прокладкой 109. Вода, поступающая из водопроводной сети через душевую трубную гайку 34, направляется частично по обходной трубе 112, минуя гидравлический привод 100 и втекая в гибкую трубку 43. Вода, направляемая к камерам 105а или 105b гидравлического привода 100, вынуждает поршень 103 перемещаться между камерами, при этом объем каждой камеры изменяется в соответствии с перемещением поршня.
Чтобы лучше понять гидравлический механизм, теперь обратимся к фиг.9а, иллюстрирующей разрез гидравлического привода, показанного на фиг.7, обеспечивающего гибкость шлангу, и к фиг.9b, иллюстрирующей гидравлический привод, показанный на фиг.9а, в состоянии, при котором шланг поддерживается в жестком состоянии. Вода из водопроводной сети проходит в гидравлический привод 100 через линейный селектор 150. Как будет рассмотрено подробно в настоящей заявке позднее, пользователь, используя селектор 150, может выбрать отдельную конфигурацию шланга. Согласно фиг.9b имеется напор воды из сети относительно камеры 105b, и поршень находится вблизи крышки 161 корпуса. Трос 38 поддерживается в состоянии высокого натяжения, при этом полые элементы 35 и 36 прижимаются друг к другу по существу без относительного перемещения. При таком позиционировании полые элементы поддерживают бимодальный шланг в жестком состоянии. На фиг.9а показано положение поршня 103, когда вода давит на поршень для его перемещения на расстояние от крышки 161 корпуса. Селектор 150 направляет воду в камеру 105а, которая теперь заполнена водой. В этом состоянии трос 38 ослаблен и обеспечивает степень свободы полым элементам 35 и полым элементам 36, так что поддерживается гибкая конфигурация бимодального шланга 30.
Чтобы лучше понять роль селектора, теперь обратимся к фиг.10, иллюстрирующей увеличенный вид линейного селектора, используемого в гидравлическом приводе, показанном на фиг.7. Селектор 150 выполнен с возможностью направления воды к соответствующей стороне поршня для выбора конфигурации бимодального шланга. Через корпус 152 селектора проходят несколько каналов для воды. Водоприемная камера 164 соединена с водопроводной сетью и находится в сообщении по текучей среде между водовпускным отверстием 158 под давлением и обратным клапаном 200, установленным в приемной камере 164 (обратный клапан хорошо показан на фиг.7 и 9). Первое выпускное отверстие 159 под давлением и второе выпускное отверстие 160 под давлением находятся в сообщении по текучей среде соответственно с камерами 105а и 105b гидравлического привода 100. Корпус 152 дополнительно снабжен первым сливным отверстием 156 и вторым сливным отверстием 157.
Плунжер 151, расположенный внутри корпуса 152, может быть перемещен, с тем чтобы задать поток воды через селектор 150 следующим образом: в первом рабочем режиме плунжер 151 продвинут в положение, показанное на фиг.9b. При этом положении приемная камера 164 находится в сообщении по текучей среде с трубной соединительной линией 113 через выпускное отверстие 160. Сливное отверстие 160 блокировано по текучей среде, а сливное отверстие 156 находится в сообщении по текучей среде с выпускным отверстием 159. Во втором режиме плунжер 151 вытянут в положение, показанное на фиг.9а. При этом состоянии приемная камера 164 находится в сообщении по текучей среде с выпускным отверстием 159, тогда как сливное отверстие 156 блокировано по текучей среде, а сливное отверстие 157 приходит в состояние сообщения по текучей среде с выпускным отверстием 160. Селектор 150 снабжен шестью уплотнениями 162 и пятью перфорированными промежуточными кольцами 163.
В гидравлическом приводе настоящего изобретения могут быть использованы другие селекторы, такие как поворотный селектор или комбинированные линейно-поворотные селекторы. На фиг.23a-b показан пример, иллюстрирующий разрез поворотного селектора в двух рабочих режимах. Поворотный селектор 350 содержит корпус 352, имеющий внутреннюю кольцевую поверхность, которая снабжена несколькими каналами для воды: впускным отверстием 353 для текучей среды, выпускными отверстиями 354 и 357 для текучей среды и сливными отверстиями 355 и 356 для текучей среды. Корпус 352 снабжен поворотным клапаном 351 с ручным управлением, который может быть повернут посредством ручки 360. Используя поворотный селектор 350, можно устанавливать два рабочих режима: на фиг.23а показан первый рабочий режим, в котором впускное отверстие 353 находится в сообщении по текучей среде с выпускным отверстием 357 через канал 359. Сливное отверстие 356 блокировано по текучей среде, а сливное отверстие 355 находится в сообщении по текучей среде с выпускным отверстием 354 через канал 358. В режиме, показанном на фиг.23b, впускное отверстие 353 находится в сообщении по текучей среде с выпускным отверстием 354 через канал 358, сливное отверстие 355 блокировано по текучей среде, а сливное отверстие 356 находится в сообщении по текучей среде с выпускным отверстием 357 через канал 359. Присоединение поворотного селектора 350 к гидравлическому приводу 100 дает пользователю возможность выбора характеристик бимодального гибко-жесткого шланга.
Возвращаясь к фиг.9а и 9b, переход между жесткой конфигурацией и гибкой конфигурацией заключается в следующем: для получения гибкой конфигурации плунжер 151 вытягивают наружу. Вода под давлением, подаваемая через обратный клапан 200, втекает в камеру 105а через выпускное отверстие 159, вынуждая поршень 103 перемещаться на расстояние от крышки 161, в то время как вода из камеры 105b вытекает через выпускное отверстие 157. В результате трос 38 ослабляется, обеспечивая возможность поворота полых элементов 35, 36 относительно друг друга, и бимодальный шланг 30 будет в гибкой конфигурации. Для перехода к жесткой конфигурации плунжер 151 продвигают внутрь, приводя воду под давлением, подаваемую через обратный клапан 200, в сообщение с камерой 105b через трубную линию 113, при этом поршень 103 прижимается к крышке 161. Вода из камеры 105а вытесняется через сливное выпускное отверстие 156, а вода из камеры 105b не может слиться из-за обратного клапана 200. В результате к тросу 38 прикладывается усилие натяжения, побуждающее полые элементы 35, 36 вкладываться друг в друга без относительного перемещения элементов для образования жесткого шланга.
Кроме того, вода не сливается из камеры 105b, когда подача воды прекращается. Этим гарантируется, что когда воду закрывают посредством вентиля 40, бимодальный шланг 30 останется в жесткой конфигурации и не потеряет устойчивость. Возврат к гибкой конфигурации осуществляется пользователем управляемым образом.
На фиг.11а показан разрез гидравлического привода согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения в состоянии, при котором поддерживается жесткость шланга, и к фиг.11b, иллюстрирующей гидравлический привод, показанный на фиг.11а, в состоянии, при котором обеспечивается гибкость шланга. В основном гидравлический привод 250 аналогичен гидравлическому приводу 100, однако в гидравлическом приводе 250 пластина 253 поршня является неподвижной, в то время как корпус 252 цилиндра может перемещаться прямолинейно. Тело поршня снабжено отверстиями, обеспечивающими возможность сообщения по текучей среде между водяными каналами в селекторе 150 и гидравлическим приводом 250. Гидравлический привод снабжен двумя напорными камерами 258 и 259b, которые одновременно воздействуют на цилиндр 252 для фактически удвоения эффективной площади поршня без увеличения его диаметра.
Гидравлический привод 250 приводится в действие водой, как показано на фиг.11с, где вода под давлением подается из источника жидкости, такого как водопроводная сеть (не показанная на фиг.), во впускное отверстие 205 и протекает по линии 112, каналу 210 и трубке 43 к душевой головке 41 (показанной на фиг.7 и 8). Когда пользователь хочет преобразовать бимодальный шланг в жесткий шланг, он перемещает плунжер 151 внутрь (фиг.11а). Это приводит воду под давлением, подаваемую через обратный клапан 200 и выпускное отверстие 160, в сообщение по текучей среде с камерами 258, 259b через линию 211, при этом корпус 252 цилиндра вынуждается перемещаться на расстояние от селектора 150. Вода из камеры 259а вытесняется через сливное выпускное отверстие 156. Вода в камерах 258, 259b блокирована по текучей среде обратным клапаном 200. В результате к тросу 38 прикладывается относительно большая растягивающая сила, заставляющая бимодальный шланг 30 находиться в жестком состоянии. Аналогично принципу прежнего варианта осуществления гибкость достигается путем приема воды в камеру 259а.
На фиг.11d изображен вид в перспективе гидравлического привода, показанного на фигурах 11а-с. Как показано в этой конфигурации, внешний профиль привода является непрерывным.
На фиг.23-26 показаны разрезы гидравлических приводов, встраиваемых в шланговый узел согласно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг.23 показан приводимый в действие текучей средой поворотный привод 300, который может быть использован в приводимом в действие гидравлически бимодальном шланге настоящего изобретения. Привод 300 содержит корпус 301, снабженный вращающейся стрелкой 303, которая прикреплена к валу 304 и фиксирована шпонкой 305. Корпус 301 дополнительно содержит буфер 308 и впускное/выпускное отверстие 310а и b соответственно для текучей среды. Направление текучей среды через привод может сохраняться при повороте вала согласно стрелке.
На фиг.24 показан приводимый в действие текучей средой поворотный привод 325, преобразующий прямолинейное перемещение во вращательное перемещение и наоборот. Привод 325 содержит цилиндр 326, имеющий торцевые крышки 328а и b, снабженные впускным/выпускным отверстием 332а и b соответственно для текучей среды. Подвижный зацепляемый поршень 327, имеющий зубчатую рейку 329, находится внутри цилиндра 326. Зубчатая рейка 329 входит в зацепление с круговыми зубьями шестерни 330, жестко прикрепленной к валу 331 посредством шпонки 334. Зубчатая рейка 329 продвигается, перемещаясь прямолинейно, когда поршень 327 перемещается потоком текучей среды под давлением, регулируемым на впускном/выпускном отверстии 332а и b соответственно, вынуждая поворачиваться шестерню 330 и вал 331. Вал 331 может быть соединен со средством натяжения, таким как трос, для преобразования бимодального шланга, показанного в настоящей заявке ранее, из гибкой конфигурации в жесткую конфигурацию и наоборот.
На фиг.25 показан другой возможный гидравлический привод 400, в котором использован поворотный селекторный клапан 350, который был описан в настоящей заявке ранее. Селекторный клапан 350 регулирует поток текучей среды для преобразования привода 325 с помощью линий 401 и 402 текучей среды. Трос 38 бимодального шланга присоединен к шкиву 403, жестко соединенному с поворотным валом 331, описанным в настоящей заявке ранее. И опять привод преобразует бимодальный шланг из гибкой конфигурации в жесткую конфигурацию соответственно.
На фиг.26 показан еще один гидравлический привод 450, который и на этот раз снабжен селекторным клапаном 350, регулирующим поток текучей среды через линии 501 и 502 к гидравлическому двигателю 450. Аналогично предыдущим вариантам осуществления соединение привода с тросом, предусмотренным в бимодальном шланге, может инициировать преобразование между гибкой конфигурацией и жесткой конфигурацией.
Следует упомянуть, что без ограничения объема настоящего изобретения могут быть использованы приводы других видов, механические, гидравлические или любого другого вида.
На фиг.12-17 изображены полые элементы различных типов, зацепляемые в бимодальном гибко-жестком шланге согласно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг.12 показан полый элемент 36, на одном конце ограниченный сферической поверхностью 80, наружной круговой цилиндрической поверхностью 81, сферической наружной поверхностью 71 и внутренней полостью 75. Другой конец ограничен трубчатой частью 82, имеющей круглую коническую поверхность 72, цилиндрическую внутреннюю поверхность 84 и внутренний сферический заплечик 83. Каждый полый элемент может поворачиваться и вращаться в трех измерениях относительно соседнего полого элемента. Наружная сферическая поверхность 80 и соответствующий внутренний сферический заплечик 83 соседнего элемента прилегают, так что их относительное перемещение предотвращается, когда элементы находятся в жесткой конфигурации. Степень изгиба элементов относительно друг друга ограничена из-за наличия носка, образованного цилиндрическим участком, ограниченным наружной круговой цилиндрической поверхностью 81, который поворачивается, прилегая к цилиндрической внутренней поверхности 84. Носок свободно поворачивается в пределах границ, заданных цилиндрической внутренней поверхностью 84 трубчатой части 82.
На фиг.13 и 14 показаны полые элементы 35 и 33 соответственно, которые ограничены аналогичным образом, однако вращательное перемещение соседних полых элементов ограничено исключительно двумя измерениями вследствие асимметрии поверхности 70 и внутренней поверхности 73 (вогнутых поверхностей). Поверхность 70 может быть параллельна внутренней поверхности 73, как в элементе 33 на фиг.14, или поверхность 70 может быть перпендикулярна внутренней поверхности 73, как в элементе 35 на фиг.13. Если использовать прилегающие элементы, например элементы 35, показанные на фиг.13, можно образовать шланг, в котором перемещение каждых двух последовательных элементов будет в разных плоскостях. В качестве альтернативы между поверхностью 70 и внутренней поверхностью 73 может быть любой промежуточный угол для согласования любых желаемых углов и возможных жесткостей шлангов.
На фиг.15, 16 и 17 показаны полые элементы, имеющие вкладыши 87, 89 и 91 соответственно. Вкладыши дополнительно ограничивают относительное вращательное перемещение полых элементов. Конструкция элементов ограничивает вращательное перемещение элемента во внутренней части другого, когда они зацеплены друг с другом. Когда внутренняя поверхность элемента выполнена асимметричной, как в показанных на фиг.14 элементах 33, передняя часть таких элементов поворачивается не в трех измерениях, а только в двух измерениях. Этим обеспечивается возможность использования и регулирования относительно длинного и толстого шланга.
На фиг.18 и 19 изображены элементы двух типов, зацепленные с образованием шланга согласно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения. Асимметрия полых элементов, а также и вкладыши рассчитаны на предотвращение расцепления полых бусин и обеспечение возможности использования относительно более длинного бимодального шланга. На фиг.18 показан изогнутый шланг, выполненный из симметричных полых элементов 36, а на фиг.19 показан изогнутый шланг, выполненный из асимметричных полых элементов 35.
На фиг.20, 21 и 22 показаны соответственно ванна, душевая кабина и раковина, снабженные приводимым в действие гидравлически бимодальным гибко-жестким шлангом согласно другим предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг.20 показана ванна, снабженная приводимым в действие гидравлически бимодальным гибко-жестким шлангом. Предусмотрен необязательный дополнительный шланг 508 между водопроводной сетью, регулируемой ручкой 40 и душевым рукавом 25. В этом случае первый конец 31 бимодального шланга 30 и гидравлический привод 100 могут быть прикреплены к стене или к любому другому элементу, который находится на расстоянии от подачи воды.
На фиг.21 показана душевая кабина, снабженная приводимым в действие гидравлически бимодальным гибко-жестким шлангом. В душевой кабине также можно предусмотреть, чтобы душевой рукав 25 поддерживался опорой 509. Дополнительный шланг 508 соединяет посредством гайки 34 сетевой водопровод с бимодальным шлангом 30. Аналогичным образом раковина 507 снабжена душевым рукавом 25.
Должно быть понятно, что помимо быта бимодальный гибко-жесткий шланг настоящего изобретения может быть использован в любой другой области. Вследствие уникальных особенностей бимодального шланга настоящего изобретения бимодальный шланг может быть присоединен к любому напорному водопроводу с приведением в действие механически или с приведением в действие гидравлически.
Помимо транспортирования воды шланговый узел настоящего изобретения также может быть использован для других целей. Например, электрические провода из одного места в другое могут быть протянуты в шланге настоящего изобретения. Очевидно, что в этом случае используется механический привод.
Должно быть ясно, что описание вариантов осуществления и приложенные чертежи, приведенные в этой заявке, служат только для лучшего понимания изобретения без ограничения его объема, охватываемого нижеследующей формулой изобретения.
Также должно быть ясно, что специалисты в области техники, к которой относится изобретение, после чтения настоящего описания могут сделать уточнения или исправления в приложенных чертежах и в описанных выше вариантах осуществления, которые все же будут охватываться нижеследующей формулой изобретения.
Реферат
Изобретение относится к гибким шлангам, а конкретно к гибким шлангам, легко преобразуемым в жесткие, и обеспечивает фиксацию шланга в каждом из состояний. Гибко-жесткий бимодальный шланг содержит большое количество зацепленных с прилеганием полых элементов, образующих трубку с удлиненной полостью. Гибкая трубка, а также трос проходят через указанную полость и вытягиваются посредством этого. Шланг имеет гибкое состояние, в котором каждый из полых элементов является поворачивающимся относительно соседнего полого элемента, и жесткое состояние, в котором полые элементы прижимаются друг к другу. Трос действует как средство для преобразования и фиксации шланга в этих состояниях. Приводное средство, которое может действовать механически или гидравлически, выполнено с возможностью приложения к тросу различных растягивающих сил. 19 з.п. ф-лы, 32 ил.
