RU2608292C1

RU2608292C1 - Amphitheater for aqueous entertainment

Info

Publication number: RU2608292C1
Application number: RU2015140370A
Authority: RU
Inventors: Федор Иванович Борисов
Original assignee: Федор Иванович Борисов
Priority date: 2015-09-22
Filing date: 2015-09-22
Publication date: 2017-01-17

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to construction and can be used for creation of health-and-sport facilities. Amphitheater for aqueous entertainment including a fixed stationary bath of the round shape, in the walls of which uniformly along its perimeter there are horizontal nozzle built in at an acute angle with supply of water to them under pressure from a circular manifold arranged on the outer side of the bath, herewith inside the bath there is a bowl filled with water with possibility of rotation and buoyancy to form a water surface of a paraboloid of revolution, herewith the bowl is fixed on the central bearing and is equipped with curvilinear vanes fixed outside on its walls, while in the bowl walls and in the bearing cover there are holes for water exchange inside the bowl.

EFFECT: provided is production of a curvilinear water surface in a rotating basin bowl.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для создания оздоровительно-спортивных сооружений, с необычным эффектом амфитеатра в бассейне и разнообразием физических и эмоциональных ощущений.The invention relates to construction and can be used to create recreational and sports facilities, with the unusual effect of an amphitheater in the pool and a variety of physical and emotional sensations.

Широко известны обычные бассейны различной формы, имеющие своеобразные дизайны, с образованием продольных и вихревых потоков, все они имеют естественный горизонтальный уровень воды, не считая волнений.Widely known are ordinary pools of various shapes, with peculiar designs, with the formation of longitudinal and whirlwind flows, all of them have a natural horizontal water level, excluding unrest.

Известны плавающие бассейны, представляющие собой сетку или решетку с прикрепленными плавучими элементами (CN 102373813; CN 102505872; CN 201011153).Floating pools are known, which are a grid or a grid with attached floating elements (CN 102373813; CN 102505872; CN 201011153).

Недостатком подобных конструкций служит низкая безопасность пловцов, связанная с возможностью получить травму при опоре в воде на сетку или решетку, и неудобство такой опоры.The disadvantage of such designs is the low safety of swimmers associated with the possibility of injury when resting in the water on a mesh or grill, and the inconvenience of such a support.

Известен вращающийся тип устройства для обнаружения микроциркуляции воды в бассейнах и водоемах (CN 103308559), который в основном используется для мониторинга окружающей среды.A rotating type of device for detecting microcirculation of water in pools and ponds is known (CN 103308559), which is mainly used for environmental monitoring.

Известен плавающий бассейн (варианты) (RU (11) 2532001, от 20.06.2013, опубликовано: 27.10.2014), содержащий емкость и понтоны, соединенные одной стороной с верхним краем емкости и расположенные по его периметру. По первому варианту бассейн снабжен растяжками, связывающими края днища емкости по его периметру со стороной понтонов, противоположной стороне их крепления к емкости, выполненной в виде жесткого каркаса с прикрепленной к нему оболочкой из гибкого материала. Крепление понтонов к емкости выполнено шарнирным с возможностью поворота понтонов в вертикальной плоскости. По второму варианту бассейн снабжен размещенным с наружной стороны днища емкости гибким поддерживающим элементом и растяжками, связывающими поддерживающий элемент со стороной понтонов, противоположной стороне их крепления к каркасу. Емкость выполнена в виде жесткого каркаса с прикрепленной к нему оболочкой из гибкого материала.A known swimming pool (options) (RU (11) 2532001, dated 06/20/2013, published: 10.27.2014) containing a container and pontoons connected by one side to the upper edge of the container and located along its perimeter. According to the first embodiment, the pool is equipped with extensions that connect the edges of the bottom of the tank along its perimeter with the side of the pontoons, the opposite side of their attachment to the tank, made in the form of a rigid frame with a sheath of flexible material attached to it. Mounting the pontoons to the tank is hinged with the ability to rotate the pontoons in a vertical plane. According to the second variant, the pool is equipped with a flexible supporting element located on the outside of the bottom of the tank and stretch marks connecting the supporting element with the side of the pontoons opposite to the side of their attachment to the frame. The capacity is made in the form of a rigid frame with a sheath of flexible material attached to it.

Недостатком известного изобретения является, сложное регулирование жесткости днища плавающих бассейнов, выполненных из гибких оболочек в зависимости от нагрузки на днище, повышение надежности крепления понтонов и устойчивости конструкции бассейна на воде.A disadvantage of the known invention is the difficult regulation of the rigidity of the bottom of floating pools made of flexible shells depending on the load on the bottom, increasing the reliability of fastening pontoons and the stability of the design of the pool on the water.

Из всех известных заявителю технических решений не было найдено наиболее близкое по совокупности признаков и достижению технического результата техники, и не были выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного изобретения, поэтому можно считать, что заявленное изобретение отвечает условию новизны и условию изобретательского уровня.Of all the technical solutions known to the applicant, the closest in terms of the totality of features and the achievement of the technical result of the technology were not found, and solutions having the signs matching the distinctive features of the claimed invention were not identified, therefore, it can be considered that the claimed invention meets the condition of novelty and the condition of inventive step .

Задачей изобретения является расширение оздоровительно-развлекательных воздействий водных развлечений и отдыха, путем создания поверхности воды криволинейной формы в круглом вращающемся бассейне, обладающей свойствами обычной горизонтальной глади.The objective of the invention is to expand the recreational effects of water entertainment and recreation, by creating a curved surface of the water surface in a circular rotating pool with the properties of a normal horizontal surface.

Достигается это тем, что в амфитеатре для водных развлечений, включающем неподвижную стационарную ванну круглой формы, в стенках которой равномерно по ее периметру вмонтированы горизонтальные насадки под острым углом, с подачей в них воды под напором из кругового коллектора, расположенного с внешней стороны ванны, при этом внутри ванны расположена чаша, заполненная водой, с возможностью вращения и плавучести с образованием водной поверхности параболоида вращения, соответствующая условию: H=ω²R²/(2g),This is achieved by the fact that in the amphitheater for water entertainment, including a stationary stationary bathtub of circular shape, in the walls of which horizontal nozzles are mounted uniformly along its perimeter at an acute angle, with water being supplied to them from a circular collector located on the outside of the bathtub, at this inside the bath is a bowl filled with water, with the possibility of rotation and buoyancy with the formation of the water surface of the paraboloid of rotation, corresponding to the condition: H = ω ² R ² / (2g),

где: Н - глубина параболоида вращения, м;where: N - the depth of the paraboloid of rotation, m;

ω - угловая скорость, 1/с;ω is the angular velocity, 1 / s;

R - радиус чаши, м;R is the radius of the bowl, m;

g=9,81 м/с² - ускорение свободного падения,g = 9.81 m / s ² - acceleration of gravity,

причем чаша зафиксирована на центральном подшипнике и снабжена криволинейными лопатками, закрепленными снаружи к ее стенкам, а в стенке чаши и в крышке подшипника выполнены отверстия для водообмена внутри чаши.moreover, the bowl is fixed on the central bearing and is equipped with curved blades fixed externally to its walls, and holes for water exchange inside the bowl are made in the wall of the bowl and in the bearing cover.

Количество отверстий в чаше должно быть таким, чтобы их суммарное сечение обеспечивало необходимый водообмен.The number of holes in the bowl should be such that their total cross-section provides the necessary water exchange.

Криволинейные лопатки, закрепленные снаружи к стенке чаши, выполнены с одинаковым шагом по периметру чаши.Curved blades mounted externally to the wall of the bowl are made with the same pitch along the perimeter of the bowl.

Криволинейная водная гладь достигается медленным вращением чаши бассейна вокруг вертикальной оси подшипника, с образованием гладкой водной поверхности в виде параболоида вращения. Вода при этом находится в покое относительно стенок чаши бассейна, а поведение твердых тел на ее поверхности такое же, как и на горизонтальной без вращения.Curved water surface is achieved by slow rotation of the basin around the vertical axis of the bearing, with the formation of a smooth water surface in the form of a paraboloid of rotation. In this case, water is at rest relative to the walls of the pool bowl, and the behavior of solids on its surface is the same as on the horizontal one without rotation.

Бассейн состоит из круглой, заполненной водой, стационарной неподвижной ванны и вращающейся в ней чаши на центральном подшипнике.The pool consists of a round, water-filled, stationary fixed bath and a bowl rotating on it on a central bearing.

Ванна представляет собой круглый бассейн, вода в который под напором, создаваемым насосом, подается через горизонтальные насадки, равномерно расположенные в ее стенке под острым углом, а удаляется через несколько донных отверстий, объединенных затем в общий сливной коллектор. Стенка и днище ванны железобетонные - как и в обычных плавательных бассейнах.The bath is a round pool, the water into which is pumped through a horizontal nozzle, evenly located in its wall at an acute angle, under pressure, created by the pump, and removed through several bottom openings, which are then combined into a common drain manifold. The wall and bottom of the bathtub are reinforced concrete - as in conventional swimming pools.

Вращающаяся чаша из металла или других материалов меньшего диаметра, чем ванна, удерживается на одном уровне по высоте за счет архимедовой силы. В зазоре между ванной и чашей расположены криволинейные лопатки, закрепленные к боковой стенке чаши. Вращение чаши осуществляется за счет гидродинамических воздействий струй, истекающих из насадок с криволинейными лопатками и создающих суммарный вращающий момент относительно оси подшипника. Водообмен внутри чаши выполняется путем подачи воды внутрь чаши через отверстия в крышке подшипника и удаления ее «за борт» - через отверстия в стенке чаши, расположенные на уровне наивысшей кромки воды при вращении.A rotating bowl of metal or other materials of a smaller diameter than the bath is held at the same level in height due to the Archimedean force. In the gap between the bath and the bowl are curved blades attached to the side wall of the bowl. The rotation of the bowl is due to the hydrodynamic effects of the jets flowing from the nozzles with curved blades and creating a total torque relative to the axis of the bearing. Water exchange inside the bowl is carried out by supplying water into the bowl through the holes in the bearing cap and removing it “overboard” - through the holes in the bowl wall located at the level of the highest water edge during rotation.

Днища ванны и чаши - одинаковой формы: плоские или криволинейные. При отсутствии воды в ванне чаша равномерно опирается на дно ванны, исключая появление напряжений и деформаций в ее элементах.The bottoms of the bathtubs and bowls are of the same shape: flat or curved. In the absence of water in the bath, the bowl rests evenly on the bottom of the bath, eliminating the appearance of stresses and deformations in its elements.

Плавучесть чаши и одинаковость форм днищ значительно облегчает вес, упрощает конструкцию чаши и снижает мощность на ее вращение.The buoyancy of the bowl and the uniform shape of the bottoms greatly facilitate weight, simplifies the design of the bowl and reduces the power for its rotation.

При медленном вращении чаши с угловой скоростью, например, ω=0,2÷0,4 1/с (2÷4 об/мин), водная поверхность приобретает криволинейный вид параболоида вращения, глубина которого, определяемая по формуле H=ω²R²/(2g), составит 0,7…5,6 метров, в зависимости от радиуса чаши и скорости вращения (здесь Н - глубина параболоида, м; ω - угловая скорость, 1/с; R - радиус чаши, м; g=9,81 м/с² - ускорение свободного падения на поверхности Земли).When the bowl rotates slowly with an angular velocity, for example, ω = 0.2 ÷ 0.4 1 / s (2 ÷ 4 rpm), the water surface acquires a curved shape of a rotation paraboloid, the depth of which is determined by the formula H = ω ² R ² / (2g), will be 0.7 ... 5.6 meters, depending on the radius of the bowl and the speed of rotation (here H is the depth of the paraboloid, m; ω is the angular velocity, 1 / s; R is the radius of the bowl, m; g = 9.81 m / s ² - acceleration of gravity on the Earth’s surface).

Воздействие воды на тела с плотностью, близкой к плотности воды, например человека, будет таким же, как и в обычном бассейне, кроме увеличения обзорности за счет необычного эффекта амфитеатра в бассейне и разнообразия физических и эмоциональных ощущений. Перемещение вниз, вверх или вдоль круга по его криволинейной водной глади возможно только при обычных плавательных движениях тела.The effect of water on bodies with a density close to the density of water, for example, a person, will be the same as in a regular pool, except for an increase in visibility due to the unusual effect of the amphitheater in the pool and a variety of physical and emotional sensations. Moving down, up, or along a circle along its curved surface of water is possible only during normal swimming movements of the body.

Результатом предлагаемого решения является расширение арсенала водных развлечений и отдыха, а также возможность медицинских исследований в условиях медленного вращения.The result of the proposed solution is the expansion of the arsenal of water entertainment and recreation, as well as the possibility of medical research in conditions of slow rotation.

Устройство вращающегося бассейна поясняется графически на фиг. 1 и фиг. 2, где 1 - ванна, 2 - вращающаяся чаша бассейна, 3 - круговой нагнетательный коллектор, 4 - насадки, 5 - лопатки, 6 - сливные донные отверстия в ванне, 7 - сливной коллектор, 8 - насосная станция, 9 - блок водоподготовки, 10 - нагнетательный трубопровод, 11 - резервуар, 12 - подшипник, 13 - укрытие зазора между ванной и чашей, 14 - отверстия в крышке подшипника. Общая схема водооборота - открытая, замкнутая с узлом водоподготовки.The rotating pool arrangement is illustrated graphically in FIG. 1 and FIG. 2, where 1 is a bath, 2 is a rotating basin, 3 is a circular discharge manifold, 4 are nozzles, 5 are blades, 6 are drain bottom holes in the bath, 7 is a drain collector, 8 is a pump station, 9 is a water treatment unit, 10 - discharge pipe, 11 - reservoir, 12 - bearing, 13 - covering the gap between the bath and the bowl, 14 - holes in the bearing cover. The general scheme of water circulation is open, closed with a water treatment unit.

Автором создана экспериментальная модель устройства в масштабе 1:75, подтверждающая промышленную применимость данного устройства.The author created an experimental model of the device on a scale of 1:75, confirming the industrial applicability of this device.

Вращение чаши бассейна осуществляется следующим образом: насосной станцией 8 вода под напором по трубопроводу 10 подается в круговой коллектор 3, из которого по нескольким насадкам 4 она направленными струями под острым углом истекает на лопатки 5, закрепленные к чаше с шагом, равным размеру лопатки. Гидродинамические силы воздействия струй с лопатками создают суммарный момент чаше относительно оси подшипника 12, в результате чего она приобретает вращательное движение. Поверхность воды в чаше до вращения - горизонтальная (линия Б), а при вращении - в виде параболоида вращения (линия В) с образованием «воронки» глубиной Н. В горизонтальном положении чаша фиксируется подшипником 12, а в вертикальном удерживается на одном уровне - архимедовой силой за счет превышения уровня воды в ванне (линия Г) относительно ее уровня в чаше (линия Б). Это превышение зависит от веса конструкции чаши с лопатками и составляет доли метра.The rotation of the pool bowl is carried out as follows: by the pumping station 8, water under pressure through a pipe 10 is supplied to a circular collector 3, from which, through several nozzles 4, it flows out with directed jets at an acute angle to the blades 5, fixed to the bowl with a step equal to the size of the blade. The hydrodynamic forces of the jets with blades create a total moment of the bowl relative to the axis of the bearing 12, as a result of which it acquires a rotational movement. The surface of the water in the bowl before rotation is horizontal (line B), and during rotation it is in the form of a paraboloid of rotation (line B) with the formation of a “funnel” of depth N. In the horizontal position, the bowl is fixed by the bearing 12, and in the vertical position it is kept at the same level as archimedean force due to the excess of the water level in the bath (line G) relative to its level in the bowl (line B). This excess depends on the weight of the design of the bowl with the blades and is a fraction of a meter.

Далее вода из ванны 1 по нескольким донным отверстиям 6 попадает в сливной коллектор 7, а из него в блок водоподготовки 9 и далее в насосную станцию 8. Водообмен внутри вращающейся чаши осуществляется подачей части потока воды в чашу 2, от насоса 8 через отверстия 15 в крышке подшипника 12 и слива ее в ванну 1 через отверстия 14 в стенке чаши, расположенные на уровне ее верхней кромки с суммарным сечением этих отверстий, обеспечивающим необходимый водообмен.Then the water from the bath 1 through several bottom holes 6 enters the drain manifold 7, and from it to the water treatment unit 9 and then to the pump station 8. Water exchange inside the rotating bowl is effected by supplying part of the water flow to the bowl 2, from the pump 8 through the openings 15 to bearing cover 12 and draining it into the bath 1 through holes 14 in the wall of the bowl, located at the level of its upper edge with a total cross-section of these holes, providing the necessary water exchange.

Реализация предлагаемого устройства позволит получить криволинейную поверхность воды во вращающейся чаше бассейна с эффектом амфитеатра и расширение арсенала водных массовых развлечений и отдыха.Implementation of the proposed device will allow you to get a curved surface of the water in a rotating bowl of the pool with the effect of an amphitheater and expanding the arsenal of water mass entertainment and recreation.

Claims

1. Amphitheater for water entertainment, including a stationary stationary bathtub of circular shape, in the walls of which horizontal nozzles are mounted uniformly around its perimeter at an acute angle, with water being supplied to them from a circular collector located on the outside of the bathtub, while inside the bathtub there is a bowl filled with water, with the possibility of rotation and buoyancy, with the formation of a water surface in the form of a paraboloid of rotation, corresponding to the condition:

H = ω ² R ² / (2g),

where: N - the depth of the paraboloid of rotation, m;

ω is the angular velocity, 1 / s;

R is the radius of the bowl, m;

g = 9.81 m / s ² - acceleration of gravity,

moreover, the bowl is fixed on the central bearing and provided with curved blades fixed externally to its walls, and holes for water exchange inside the bowl are made in the walls of the bowl and in the bearing cover.

2. The amphitheater according to claim 1, characterized in that the number of holes in the bowl must be such that their total cross-section provides the necessary water exchange.

3. The amphitheater according to claim 1, characterized in that the curved blades mounted externally to the walls of the bowl are made with the same pitch around the perimeter of the bowl.