Комплекс из флага и системы принудительного динамического его формообразования
Изобретение относится к области визуальной символики, конкретно к флагам. Комплекс из флага и системы принудительного динамического его формообразования содержит, во-первых, флаг в виде комбинации двух одинаковых полотнищ прямоугольной формы, закрепляемых основанием на флагштоке. Во-вторых, комплекс содержит систему динамического формообразования флага. Система включает в себя источник текучей среды под давлением, с возможностью входа последней в пространство между полотнищами со стороны их оснований и выхода из указанного пространства на свободном срезе полотнищ. С возможностью динамического формообразования и развевания флага. Полотнища герметично, по отношению к текучей среде, соединены друг с другом по периметру с образованием полой двухслойной конструкции. Предусмотрены минимум одно входное отверстие в основании флага для указанного входа текучей среды в полость флага и минимум одно выходное отверстие на свободном срезе флага для выхода текучей среды из его полости. Полость флага разделена на общую поперечную секцию по всей ширине флага в его основании и не менее чем две продольные секции на оставшейся большей части длины флага, при этом каждая продольная секция сообщается с общей для них поперечной секцией посредством переходных отверстий, а выходные отверстия выполнены индивидуальными для секций и распределены между ними равномерно по количеству и площадям. Предусмотрена дополнительная совокупность признаков устройства. Технический результат заключается в создании комплекса устройств с улучшенными ТЭВ. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к флагам на флагштоках, конкретно к флагам с системой динамического их формообразования с возможностью принудительно развеваться независимо от погодных и атмосферных условий, а также месторасположения.
В областях государственной символики и в рекламном деле устройства типа флагов, флажков, вымпелов, баннеров, и др. подобных изделий находят широкое применение даже в помещениях, в которых отсутствие ветра предотвращает естественное развевание полотнища, заметно снижая таким образом силу благоговейного трепета граждан перед государственным символом и силу рекламного воздействия.
Известны флагштоки, на которых закреплены флаги - государственные или фирменные с эмблемами и логотипами [1. US 3798816, МПК G09F 17/00, F04D 25/02, 25/08, опубл. 26.03.1974; 2. US 5450811, МПК B60Q 7/00, E01F 9/012, G09F 7/18, опубл. 19.09.1995].
Достаточно близкими техническими решениями относительно заявляемого служат комплексы с принудительно развевающимся флагом, содержащий флагшток с устройством для поддержания флага в его верхней части, причем флагшток выполнен полым, в верхней части флагштока выполнено по крайней мере одно отверстие для подачи сжатого воздуха в направлении флага, имеется источник сжатого воздуха, механизм подъема флага и основание [3. RU 2482551 С1, МПК G09F 17/00, 20.05.2013, «Флагшток»; 4. US 3997993, МПК G09F 17/006, G09F 17/00, опубл. 21.12.1976].
Однако аналоги, включая [3, 4], обладают ограничением по режиму работы, не выполняют дополнительных важных функций, т.е. имеют недостаточные технико-эксплуатационные возможности (ТЭВ).
С другой стороны, известны надувные флаги. Примером может служить надувной полиэтиленовый флаг для логотипа, с поперечной полостью при его основании, снабженной штуцером с пробкой для надувания этой полости. Последняя в надутом состоянии служит, одновременно, надувным штоком [5. Надувной флаг России. - URL: https://p-o-k.ru/catalog/sporttovary_pod_logotip/naduvnye_flagi/; 6. Флаг надувной. - URL: http://www.fan-wbg.ru/catalog/naduvnoy_flag/].
Известно также плавсредство в виде надувного матраца с изображением государственного флага США, при этом вся его полость разбита на множество одинаковых поперечных секций (из соображений живучести и принудительного формообразования) [7. Американский флаг для бассейна. - URL: http://aliextop.ru/g/waves-swimming-pool_2.html].].
Однако эти изделия, как и все надувные, статичны при отсутствии внешних воздействий на них, в том числе ветра и течения жидкости.
Наиболее близким аналогом к заявляемому комплексу-устройству по назначению и совокупности существенных конструктивных признаков (прототипом заявляемого комплекса-устройства) является комплекс из флага и системы принудительного динамического его формообразования, содержащий флаг в виде комбинации двух одинаковых полотнищ прямоугольной формы, закрепляемых основанием на флагштоке, и систему динамического формообразования флага, включающую в себя источник текучей среды под давлением, с возможностью входа последней в пространство между полотнищ со стороны их оснований и выхода из указанного пространства на свободном срезе полотнищ, и, вследствие этого, с возможностью динамического формообразования и развевания [8. RU 2416126 С2, МПК G09F 17/00, 27.04.2009 (WO 2006/097565), «Система для принудительного развевания флагов для рекламных устройств и подобных и соответствующие способы ее эксплуатации», фиг.6, 6 В, 9, 10, 14А, 16, 17, формула пп. 21, 22].
В комплексе-прототипе полотнища не соединены, но эквидистантны друг с другом с небольшим зазором (флаг с двумя полотнищами или группа сонаправленных флагов), при этом организовано принудительное развевание обоих полотнищ по возможности продольными ламинарными потоками воздуха под давлением, одновременно в зазоре и с внешних сторон обоих полотнищ. Источник текучей среды под давлением выполнен с возможностью нелинейного, в том числе импульсного регулирования величины расхода текучей среды на своем выходе.
Известное устройство-прототип безусловно имеет определенные преимущества и совершеннее предшествующих близких аналогов, но и ему свойственны недостатки. Так, динамическое формообразование струями как одного, так и группы параллельных невзаимосвязанных полотнищ нестабильно в условиях неизбежной турбулентности еще задолго до концов полотнищ, взаимовлияния полотнищ, особенно совместного воздействия искусственного и естественного ветров; полностью расправляются «на волнистый прямоугольник» лишь эпизодически, зачастую «комкаясь»; существенная часть общего расхода текучей среды утекает в окружающее пространство, в том числе и из упомянутого зазора между полотнищами, не говоря уже о сбросе давления слева-справа от группы полотнищ. Следует отметить и такой недостаток прототипа, как относительная сложность и громоздкость «многотрубного» воздуходувного устройства или иного источника текучей среды под давлением, обусловливающего не очень удовлетворительные массогабаритные показатели флагштока в целом.
Проблема заключается, как видим, в недостаточной эффективности технического обеспечения принудительного развевания полотнища флага, флажка, вымпела и т.п.изделий, и, главное - стабильности динамического формообразования полотнища и экономичности (КПД) источников текучей среды под давлением, причем проблема усугубляется в жидкостной среде (в отношении символики подводных стационарных и подвижных объектов), плюс в сомнительной целесообразности столь массивного и габаритного флагштока.
Отсюда вытекает задача заявляемого изобретения: создание устройства (совокупности существенных конструктивных признаков) комплекса, частично или полностью лишенного указанных недостатков прототипа и др. аналогов.
Таким образом, в более общей формулировке, задача - улучшить ТЭВ комплекса путем улучшения формообразования полотнища флага, повышения качества и стабильности развевания полотнища, КПД энергетического компонента (с источником текучей среды под давлением) и возможности частичного формообразования полотнища в штиль, а также упрощения системы подачи текучей среды под давлением, снижения массы и габаритов флагштока.
Обозначенная проблема снимается (задача решается), с техническим результатом, тем, что в комплексе из флага и системы принудительного динамического его формообразования, содержащего флаг в виде комбинации двух одинаковых полотнищ прямоугольной формы, закрепляемых основанием на флагштоке, и систему динамического формообразования флага, включающую в себя источник текучей среды под давлением, с возможностью входа последней в пространство между полотнищ со стороны их оснований и выхода из указанного пространства на свободном срезе полотнищ, и, вследствие этого, с возможностью динамического формообразования и развевания полотнища, согласно заявляемому изобретению, полотнища герметично, по отношению к текучей среде, соединены друг с другом по периметру с образованием полой двухслойной конструкции, при этом предусмотрены минимум одно входное отверстие в основании флага для указанного входа текучей среды в полость флага, причем полость флага разделена на общую поперечную секцию по всей ширине флага в его основании, и не менее чем две продольные секции на оставшейся большей части длины флага, при этом каждая продольная секция сообщается с общей для них поперечной секцией посредством переходных отверстий, а упомянутые выходные отверстия выполнены индивидуальными для секций и распределены между ними равномерно по количеству и площадям.
Технический результат (в соответствии с поставленной задачей) достигается также за счет дополнительной совокупности признаков заявляемого изобретения: источник текучей среды под давлением может быть выполнен с возможностью нелинейного, в том числе импульсного регулирования величины расхода текучей среды на своем выходе и, соответственно, на входе в полость флага (это расширяет возможности стабилизировать на квазистационарном уровне «полоскание» полотнища флага, прогнозировать и, в результате, оперативно регулировать «поведение» флага в условиях нестабильности естественного ветра).
Четкое разграничение ограничительной и отличительной частей приведенных совокупностей существенных признаков, отражающее результаты сравнительного анализа заявляемого комплекса устройств с прототипом, соотносятся с мировым уровнем новизны технического решения. Мировой уровень новизны -первый из триады признаков (критериев) изобретения.
Далее, при всей свое краткости формулировки, совокупности отличительных существенных признаков заявляемого комплекса не является простой суммой известных технических результатов применения порознь известных компонентов комплекса. Имеет место «сверхэффект» (в патентоведческом значении этого термина), который не был очевидным для специалиста из достигнутого уровня техники (разумеется, до рассмотрения заявляемого технического решения). С целым спектром дополнительных технико-эксплуатационных возможностей. Это убедительно демонстрирует изобретательский уровень разработки как второй из триады квалификационных признаков изобретения.
Третий квалификационный признак, - промышленная применимость, - также неоспорим и вытекает, прежде всего, из того же накопленного опыта проектирования, производства и эксплуатации разнообразных флагов и средств их искусственного «оживления» в штиль и при слабой ветрености.
Заявляемый комплекс, на примере газовой (воздушной) текучей среды, пояснен, в дополнение к приведенному ниже по тексту описанию и работе (функционирования), чертежами:
на фиг. 1 полусхематично показан комплекс «флаг - воздуходувное устройство», вид сбоку, где L и Н - соответственно длина и ширина флага; Q - расход текучей среды на выходе источника текучей среды и входе в полость флага;
на фиг. 2 - то же, вид сверху;
на фиг. 3 - примерный вид синусоидальной (во времени) подачи воздуха под давлением от воздуходувного устройства (как примера устройства для подачи текучей среды под давлением) к входному(ым) отверстию(ям) флага, где Q - расход текучей среды на выходе источника текучей среды и входе в полость флага; t - время квазистационарной (синусоидальной) подачи текучей среды в полость флага.
На фиг. 1-3 позициями обозначены: 1 - флаг; 2 - основание флага; 3 - флагшток; 4 - источник текучей среды под давлением; 5 - входное отверстие в полость флага; 6, 7, 8 - выходные отверстия в конце флага; 9 - входной штуцер в основании флага; 10 - общая поперечная секция флага; 11, 12, 13 - продольные секции флага; 14, 15, 16 - промежуточные (переходные) отверстия на входе в продольные секции флага.
Комплекс из флага и системы принудительного динамического его формообразования содержит два компонента-устройства (см. фиг. 1, 2).
Во-первых, флаг 1 в виде комбинации двух одинаковых полотнищ (см. фиг. 2) прямоугольной формы (длиной и шириной L и Н соответственно), закрепляемых основанием 2 на флагштоке 3.
Во-вторых, систему динамического формообразования флага 1. Она включает в себя источник 4 текучей среды (воздух для атмосферных условий применения флага 1, вода для подводного применения флага 1, и т.д.). В частности, воздуходувное устройство (компрессор, вентилятор, ресивер, баллон).
При этом предусмотрена возможность входа текучей среды в пространство между полотнищ (см. фиг. 2) со стороны их оснований 2 (объединенных согласно дальнейшему описанию) и выхода из указанного пространства на свободном срезе (конце) полотнищ (конкретно см. ниже по тексту). А следовательно, возможность принудительного динамического формообразования и развевания флага 1.
Полотнища герметично, по отношению к текучей среде, соединены друг с другом по периметру с образованием полой двухслойной конструкции. При этом предусмотрены:
- минимум одно входное отверстие 5 в основании 2 флага 1 для указанного входа текучей среды в полость флага 1;
- минимум одно выходное отверстие на свободном срезе флага для выхода текучей среды из его полости (в данном примере с российским флагом их три - 6, 7, 8).
Входное отверстие 5, как указано выше может быть единственным и представлено, предпочтительно, отверстием штуцера 9 для плотного соединения с выходной магистралью источника 4 текучей среды.
Полость флага 1 разделена на общую поперечную секцию 10 по всей ширине Н флага 1 в его основании 2, и не менее чем две продольные секции (в данном примере с российским флагом их три - 11, 12, 13) на оставшейся большей части длины L флага 1, при этом каждая продольная секция (11-13) сообщается с общей для них поперечной секцией 10 посредством промежуточных (переходных) отверстий 14, 15, 16, а упомянутые выходные отверстия 6-8 выполнены индивидуальными для секций 11-13 и распределены между ними равномерно по количеству этих отверстий и их площадям.
Источник 4 текучей среды под давлением может быть выполнен с возможностью нелинейного, в том числе импульсного регулирования величины расхода Q текучей среды на своем выходе и, соответственно, на входе 5 в полость флага 1, конкретно в полость секции 5 (см. фиг. 3).
Устройство работает (функционирует) следующим образом:
В штиль и при слабом, тем более нестабильном по скорости и направлению и тем более в условиях осадков, ветре (а также в помещениях), для формообразования и развевания флага 1 (или др. подобных изделий, оговоренных выше), включают принудительно (или включается автоматически) источник 4 текучей среды под давлением.
Текучая среда (в данном примере - воздух) под давлением (см. фиг. 1, 2)
- поступает через входное отверстие 5 (штуцер 9) в поперечную общую секцию 10 полости флага 1;
- оттуда достаточно равномерно перетекает в продольные секции 11, 12, 13 полости флага 1 через промежуточные (переходные) отверстия 14, 15, 16;
- проходит ламинарными струями сообразно стенкам продольных секций 11-13, динамическим и статическим избыточными давлениями расправляя и распирая полотнища флага 1, в то числе по высоте в компенсацию гравитационного действия, расправляя их по высоте (в качестве таковой выступает ширина В флага 1) и вызывая его (1) развевание при прямоугольной конфигурации флага 1 (при заданной режимом подачи текучей среды по расходу и амплитуде, в том числе синусоидальной или иной пульсации - см. фиг. 3, с учетом резонансных частот);
- выходит через выходные отверстия 6, 7, 8 на свободном конце (срезе) флага 1 (противоположен основанию 2) в атмосферу.
Дополнительным положительным эффектом можно назвать «живучесть» флага в случае нарушения герметичности какой-либо секции (особенно из числа продольных), причем при малых площадях разгерметизации расход утечек мал в сравнении расходом нагнетаемой текучей среды.
Технический результат заключается в создании комплекса устройств с улучшенными ТЭВ, путем улучшения формообразования полотнища флага, повышения качества и стабильности развевания полотнища, КПД энергетического компонента (с источником подачи текучей среды под давлением) и возможности частичного формообразования полотнища в штиль, упрощения системы подачи текучей среды под давлением, улучшения массогабаритных характеристик флагштока.
1. Комплекс из флага и системы принудительного динамического его формообразования, содержащий флаг в виде комбинации двух одинаковых полотнищ прямоугольной формы, закрепляемых основанием на флагштоке, и систему динамического формообразования флага, включающую в себя источник текучей среды под давлением, с возможностью входа последней в пространство между полотнищами со стороны их оснований и выхода из указанного пространства на свободном срезе полотнищ и вследствие этого с возможностью динамического формообразования и развевания полотнища, отличающийся тем, что полотнища герметично, по отношению к текучей среде, соединены друг с другом по периметру с образованием полой двухслойной конструкции, при этом предусмотрены минимум одно входное отверстие в основании флага для указанного входа текучей среды в полость флага и минимум одно выходное отверстие на свободном срезе флага для выхода текучей среды из его полости, причем полость флага разделена на общую поперечную секцию по всей ширине флага в его основании и не менее чем две продольные секции на оставшейся большей части длины флага, при этом каждая продольная секция сообщается с общей для них поперечной секцией посредством переходных отверстий, а упомянутые выходные отверстия выполнены индивидуальными для секций и распределены между ними равномерно по количеству и площадям.
2. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что источник текучей среды под давлением выполнен с возможностью нелинейного, в том числе импульсного регулирования величины расхода текучей среды на своем выходе и соответственно на входе в полость флага.
