CZ309555B6 - Zpětný ventil pro vodní dýmku - Google Patents

Abstract

Zpětný ventil (5) pro vodní dýmky spočívá v tom, že jeho součástí je nový typ gravitačního ventilu. Tento zpětný ventil (5) nepoužívá kuličky ve zužujících se otvorech (10) v roli utěsňovacích těles (11) při profukování vodní dýmky, jejichž nevýhodou byla malá propustnost způsobující vytlačení vody z vázy (7) do korunky (1) s tabákem, a dále také složitost výroby a údržby. Otvory (10) uzavírá pohyblivé utěsňovací těleso (11), které je položeno nad otvory (10). Při natahování dýmu je utěsňovací těleso (11) pod tlakem přitlačeno k ústí otvorů (10), při profukování je přetlakem od otvorů (10) odtlačeno. V klidovém stavu utěsňovací těleso (11) na otvorech (10) leží působením tíhové síly.

Description

Zpětný ventil pro vodní dýmku

Oblast techniky

Vynález spadá do oblasti vodních dýmek používaných k inhalaci dýmu z tabáku, či z jeho náhražek, přičemž se vynález týká konstrukční části vodních dýmek označované odbornou veřejností jako zpětný ventil.

Dosavadní stav techniky

Vodní dýmky jsou známým konstruktem používaným k inhalaci dýmu již po několik staletí. Vodní dýmky uživateli poskytují dým, který překonává vodní sloupec, čímž je původně horký dým ochlazen a dle některých pramenů i tzv. očištěn, než jej uživatel vtáhne do úst.

Drtivá většina vodních dýmek je postavena z následujících konstrukčních částí, přičemž jejich vzájemné uspořádání je schematicky vyobrazeno na obr. 1. Bude-li popis vodní dýmky kopírovat cestu dýmu, tak jako první konstrukční součástí je korunka, která slouží k umístění tabáku a uhlíku. Pod korunkou se nachází tácek (viz vztahová značka 2 na obr. 1), který slouží jako sběrač odpadlých částí horkých uhlíků, které by se mohly z korunky uvolnit. Korunka je připojena k tělu (tzv. stem), které vede horký dým směrem do srdce. Tělo může být opatřeno dekorativními prvky. Srdce plní roli křižovatky proudění dýmu, neboť při natahování dýmu vede vodou prošlý dým do šlauchu, zatímco při profukování vodní dýmky propouští skrz svůj zpětný ventil horký vzduch a nenainhalovaný dým z vázy do okolního prostředí. Ze srdce vystupuje dolní tyč (tzv. downstem), která zavádí horký dým pod hladinu vody nalité ve váze. Další konstrukční součástí vodní dýmky je váza, která plní úkol nádoby pro vodu a současně plní roli stabilní základny vodní dýmky. Váza je uzavřena srdcem, přičemž jediná úniková cesta ochlazeného dýmu vede skrz srdce do šlauchu. Šlauch je v podstatě hadice, která slouží jako vedení ochlazeného dýmu k uživateli vodní dýmky. Šlauch je zakončen koncovkou (viz vztahová značka 9 na obr. 1), která se vkládá do úst uživatele. Mezi jednotlivými konstrukčními částmi vodní dýmky jsou různé utěsňující mezikusy a prostředky, které nejsou pro informativní výčet hlavních konstrukčních částí vodní dýmky zásadní.

Jak už bylo uvedeno, srdce je konstrukční částí vodní dýmky, která je pro správnou činnost vodní dýmky nenahraditelná. Nejenom, že srdce tlakově uzavírá vázu, ale rovněž umožňuje profukování prostoru vázy nad nalitou vodou díky existenci zpětného ventilu, který je zpravidla součástí srdce. Na druhou stranu existují i vodní dýmky, kde je zpětný ventil samostatně, ať už na váze, či na těle, avšak většinou se jedná o umělecký navržené vodní dýmky.

Profukovaní vodní dýmky je činnost, při které uživatel z vodní dýmky nenatahuje, ale naopak do vodní dýmky fouká. Profukování ochladí prostor vázy a současně jej vyčistí od zbytků dýmu.

Problémem, se kterým se standardně vyráběné vodní dýmky potýkají, je to, že plno uživatelů nedokáže odhadnout, jakou intenzitou profukovat vodní dýmku. Je běžnou věcí, že uživatel při profukování foukne do vázy natolik silně, že překoná průtočnost zpětného ventilu, načež náhlý přetlak vzduchu uvnitř vázy vytlačí vodu skrz dolní tyč a tělo vodní dýmky až do korunky, což způsobí namočení tabáku.

Co se týče zpětných ventilů, tak ty jsou konstruovány jako kuličkové ventily. Konstrukci kuličkového ventilu vodní dýmky si lze představit tak, že v otvoru se zúženým koncem propojujícím vnitřek vázy s vnějším okolím je volně uložena kulička, která je zemskou tíhou usazena ve spodní části otvoru u zúženého konce a dotýká se zužujících stěn otvoru, čímž jej uzavírá. Když uživatel natahuje dým, působí podtlak uvnitř vázy skrz otvor na kuličku tak, že ji vtahuje směrem do zužujícího se otvoru, čímž kulička ještě více utěsní otvor. Naopak při

- 1 CZ 309555 B6 profukování přetlak působí na kuličku tak, že ji tlačí směrem do širší části otvoru, načež se kulička přestane dotýkat stěn otvoru a přetlak z vázy může okolo kuličky zpětného ventilu skrz otvor unikat do okolního prostředí vodní dýmky.

Výše uvedený nedostatek malé propustnosti zpětného ventilu se v současné době řeší dimenzováním počtu kuliček a otvorů ve zpětném ventilu, přičemž jsou na trhu k vidění i zpětné ventily se sedmi kuličkami. To je však nevýhodné, neboť se ukazuje, že uživatelé dokáží přetlačit zpětné ventily i s několika kuličkami. Navíc je tento mechanismus náročný na výrobu, dále se běžně stává, že při údržbě a rozebrání srdce a zpětného ventilu se kuličky zakutálí, a navíc je řešení zpětného ventilu s kuličkami citlivé na znečištění, které může ovlivnit těsnost zpětného ventilu, zejména dostane-li se mezi kuličku a stěnu otvoru zrnko nečistoty.

Úkolem vynálezu je vytvoření zpětného ventilu pro vodní dýmku, který by byl schopný propustit přetlak od uživatele při profukování, aniž by došlo k výtoku vody do korunky, který by byl díky robustní konstrukci nerozbitný, avšak současně snadno zhotovitelný, a který by se snadno čistil.

Podstata vynálezu

Vytčený úkol je vyřešen pomocí zpětného ventilu pro vodní dýmku podle níže uvedeného vynálezu.

Zpětný ventil pro vodní dýmku slouží pro profukování vodní dýmky. Zpětný ventil je tvořen alespoň jedním otvorem vedoucím skrz srdce vodní dýmky pro vytvoření kanálu vedoucího mezi vázou vodní dýmky a vnějším okolím vodní dýmky. Současně je otvor utěsněn pohyblivým těsnicím prostředkem.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že pohyblivý těsnicí prostředek zpětného ventilu je tvořen utěsňovacím tělesem opatřeným dírou pro prostrčení těla vodní dýmky skrz utěsňovací těleso. Jakmile se utěsňovacím tělesem prostrčí tělo vodní dýmky, utěsňovací těleso nemá jinou možnost pohybu, než se podél těla vodní dýmky posouvat směrem nahoru a dolů. Současně je utěsňovací těleso volně uloženo, takže na ústí otvoru vedoucího skrz srdce dosedá působením tíhové síly. Utěsňovací těleso je přes otvor vedoucí skrz srdce v klidovém stavu zpětného ventilu položeno. Tím, že se ústí otvoru nachází pod utěsňovacím tělesem, tak je otvor zakryt a uzavřen. Při natahování dýmu podtlak ve váze utěsňovací těleso k otvoru přitahuje, tím je vše lépe utěsněno, a právě naopak při profukování vodní dýmky, tlak vzduchu utěsňovací těleso vytlačí směrem vzhůru od otvoru podél těla, čímž utěsňovací těleso neomezuje proudění vzduchu s dýmem.

Vynalezené řešení nahrazuje stávající kuličková řešení, přičemž velikost otvoru, nebo počet otvorů je omezen pouze rozměry srdce vodní dýmky. Velký otvor, či skupina malých otvorů, mohou být naráz přikryty jediným utěsňovacím tělesem. Výroba zpětného ventilu dle vynálezu je velice jednoduchá, neboť se nemusejí složitě vyrábět otvory se zúženým koncem, nýbrž se otvory mohou skrz srdce jednoduše vyvrtat. Navíc, rozebrání a údržba zpětného ventilu je také velice snadná. Obsluha musí uhlídat pouze jedno utěsňovací těleso, které má mnohem menší snahu se zakutálet, než je tomu u kuliček ve stávajících zpětných ventilech.

V rámci vynálezu je výhodné, pokud má utěsňovací těleso tvar prstence, destičky, či 3D struktury s alespoň jednou plochou pro dosednutí na ústí otvoru zpětného ventilu vedoucího skrz srdce. Vzhledem k tomu, že jsou vodní dýmky zpravidla tvaru rotačních těles, tak je vhodné, aby i destička měla tvar rotačního tělesa, ideálně prstence. Na druhou stranu vynález funguje i u velice originálních tvarů vodních dýmek, kde může být tvar čtvercový, či jiný. Nebudou výjimkou ani prostorové struktury, zejména u umělecky pojatých vodních dýmek, za předpokladu, že prostorová struktura bude dosednutím uzavírat otvor zpětného ventilu.

- 2 CZ 309555 B6

Mezi výhodná provedení vynálezu patří také to, ve kterém je utěsňovací těleso opatřeno vodicí obrubou. Vodicí obruba napomáhá k tomu, aby nedocházelo k zasekávání utěsňovacího tělesa křížením o tělo při profukování. Vodicí obruba zajišťuje plynulost pohybu utěsňovacího tělesa nahoru a dolů podél těla.

Rovněž je výhodné provedení vynálezu, ve kterém je ústí otvoru zpětného ventilu opatřeno vybráním pro těsnění. Těsnění plní dvojí funkci. Za prvé utěsňuje kontakt mezi ležícím utěsňovacím tělesem a ústím otvoru zpětného ventilu. Za druhé, zejména dostane-li se do zpětného ventilu voda, tak brání tomu, aby se hladké povrchy smáčené vodou k sobě při kontaktu lepily, neboť těsnění nedovolí úplné dosednutí utěsňovacího tělesa na srdce v oblasti otvoru vedoucího skrz srdce.

V alternativním provedení vynálezu je výhodné, pokud je otvor drážkou. Drážka vykazuje větší průřez, kterým může unikat vzduch při profukování. Navíc moderní obráběcí stroje zvládnou stejně jednoduše vyrobit sérii otvorů, nebo jedinou drážku.

Dále je výhodné, pokud je celkový průřez otvoru větší než obsah průřezu šlauchu vodní dýmky. Pokud je splněna tato podmínka, je nemožné, aby uživatel při profukování vytlačil vodu do korunky.

S výhodou může být utěsňovací těleso opatřeno ložiskem, nebo prostředkem pro snížení tření, integrovaným do díry pro prostrkování těla vodní dýmky. Čím menší odpor bude mít pohyb utěsňovacího tělesa podél těla vodní dýmky, tím spolehlivější bude vynalezený zpětný ventil. Zejména, bude-li utěsňovací těleso uměleckou prostorovou strukturou vykazující větší hmotnost, než bývá obvyklé v případě běžného vynalezeného zpětného ventilu, tak je každé snížení odporu při posouvání podél těla výhodné, protože uživatel nemusí profukovat vodní dýmku se zvýšeným úsilím.

Jako poslední v řadě, ale neméně důležité v rámci vynálezu je to, že je utěsňovací těleso opatřeno hydrofobní povrchovou úpravou. Tato úprava v případě potřísnění vodou zabrání tomu, aby voda k sobě pohyblivé a nepohyblivé součásti slepila.

Mezi výhody vynálezu patří především dimenzování celkového průřezu otvoru tvořícího kanál skrz srdce, přičemž je možné toho docílit počtem otvorů, velikostí průměru jednotlivých otvorů, či spojením otvorů do jediné drážky, přičemž vše uzavírá jediné utěsňovací těleso. Výroba zpětného ventilu podle vynálezu je snadná, rychlá a nákladově příznivá, oproti doposud vyráběným zpětným ventilům. Navíc údržba zpětného ventilu podle vynálezu není náročná. Při demontáži, kdy je tělo od srdce odmontováno se utěsňovací těleso uschová a otvory procházející skrz srdce je možné vyčistit.

Objasnění výkresů

Uvedený vynález bude blíže objasněn na následujících vyobrazeních, kde:

obr. 1 schematicky znázorňuje skladbu jednotlivých konstrukčních dílů vodní dýmky;

obr. 2 znázorňuje zjednodušený řez srdcem podle vynálezu osazeným tělem a dolní tyčí vodní dýmky;

obr. 3 znázorňuje pohled shora na horní podstavu srdce se zpětným ventilem vytvořeným podle vynálezu;

obr. 4 znázorňuje pohled shora na utěsňovací těleso zpětného ventilu podle vynálezu; a

- 3 CZ 309555 B6 obr. 5 znázorňuje řez utěsňovacím tělesem zpětného ventilu z obr. 4.

Příklad uskutečnění vynálezu

Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní případy uskutečnění vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoliv jako omezení vynálezu na uvedené příklady. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zajistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde popsána.

Srdce 4 vodní dýmky vykazuje hlavní kanál, kterým prochází horký dým směrem z těla 3 do dolní tyče 6. Na obr. 2 je vidět, jak na srdce 4 tělo 3 a dolní tyč 6 navazují. Srdce 4 na obr. 2 je znázorněno tak, jak by bylo vsazeno do hrdla vázy 7.

Srdce 4 vodní dýmky je vyrobeno z duralu, ale odborník na použití materiálů v potravinářství bude schopen navrhnout další materiály vhodné pro použití s horkým dýmem, který se posléze co projde skrz vodní sloupec inhaluje. Co se týče použitého duralu, je inertní, mechanicky odolný, a dobře obrobitelný, oproti např. nerezu, jehož obrábění je velice náročnou činností.

Na obr. 2 je viditelné, jak otvor 10 tvoří kanál vynalezeného zpětného ventilu 5 pro profukování vodní dýmky. Otvor 10 vede skrz srdce 4, přičemž má vyústění na horní podstavě srdce 4. V řezu na obr. 2 vypadá otvor 10 jako jediný kruhový kanál. To je určitě možné provedení, avšak byly úspěšně otestovány varianty, kdy otvorů 10 byla v rámci jednoho zpětného ventilu 5 skupina, či byl otvor 10 zvětšen do drážky, přičemž počet drážek je také volitelný.

Nad horní podstavou srdce 4 je na těle 3 navlečeno utěsňovací těleso 11 tvořící druhou část zpětného ventilu 5. Utěsňovací těleso 11 je rovněž z duralu, ale i jiné materiály přicházejí v úvahu. Utěsňovací těleso 11 má ve vyobrazeném příkladu uskutečnění vynálezu tvar prstence, který je proděravěný, aby mohlo tělo 3 procházet skrz jeho díru 12. Zobrazený prstenec tvořící utěsňovací těleso 11 je opatřen vodicí obrubou 13, která lemuje díru 12 v prstenci, aby vodicí obruba 13 přiléhala k tělu 3. Tím má utěsňovací těleso 11 zamezeno, aby se naklánělo, až eventuálně na těle 3 zkřížilo. Aby mohlo utěsňovací těleso 11 dosedat na horní podstavu srdce 4, je na srdci 4 provedeno ubrání materiálu, načež do vzniklého prostoru se vodicí obruba 13 utěsňovacího tělesa 11 snadno vejde.

V úvahu připadá celá paleta tvarů utěsňovacího tělesa 11, přičemž záleží také na uměleckém pojetí vodní dýmky. V rámci zkoušek byly platně ozkoušeny čtvercové destičky, obdélníkové destičky, kulové úseče, 3D struktury s rovnou podstavou pro dosednutí na ústí otvoru 10.

Ačkoliv použitý dural je možné vyleštit do hladka, bylo v rámci zkoušek otestováno ošetření povrchu utěsňovacího tělesa 11 v díře 12 pomocí hydrofobního laku. Ukázalo se, že odpuzováním vody z mezery mezi dírou 12 a tělem 3 se sníží práh tlaku, který je nutný pro otevření zpětného ventilu 5 profukováním. Alternativou, která je však konstrukčně náročnější, bylo vytvoření utěsňovacího tělesa 11, do kterého se při výrobě vsadilo drobně ložisko, aby se snížil práh tlaku profouknutí potřebný k otevření zpětného ventilu 5. Jako vhodný kompromis se ukázalo použití prostředku pro snížení tření tvořeného teflonovou páskou vlepenou do díry 12 utěsňovacího prostředku 11. Přínos byl při profukování vodní dýmky pocítitelný, a taková úprava díry 12 utěsňovacího tělesa 11 byla rychlá a snadná. Odborník bude schopen najít alternativy k teflonové pásce plnící stejný účel.

Spodní strana utěsňovacího tělesa 11 dosedá na horní podstavu srdce 4. Na obr. 2 je znázorněno vybrání 14 pro těsnění, které není vyobrazeno. Utěsňovací těleso 11 v tomto případě bude dosedat na nevyobrazené těsnění. Avšak, vynález by fungoval i bez těsnění, pokud zůstane spodní strana utěsňovacího tělesa 11 a okolí ústí otvoru 10 dostatečně hladkými plochami, aby k sobě přiléhaly.

- 4 CZ 309555 B6

Utěsňovací těleso 11 je nasazeno na těle 3 s vůlí, takže může podél něj klouzat. Aby utěsňovací těleso 11 neklouzalo zbytečně vysoko, je na těle 3 vytvořena zarážka, avšak zarážka není povinným technickým znakem.

Když se dým natahuje z vodní dýmky, podtlak na ústí otvoru 10 přitahuje utěsňovací těleso 11 směrem k srdci 4. Když se vodní dýmka profukuje, přetlak vyzdvihne utěsňovací těleso 11 směrem od srdce 4. Pokud se neděje ani jedna z aktivit, leží utěsňovací těleso 11 vlivem tíhové síly na horní podstavě srdce 4.

Kanály probíhající skrz srdce 4 pro natahování dýmu z vázy 7 do šlauchu 8 jsou na obr. 2 naznačeny černou barvou, avšak jejich návrh a realizace není předmětem vynálezu, protože nemají vliv na profukování a utíkání vody směrem do korunky 1.

Pokud se splní podmínka, aby celkový průřez otvoru 10 byl větší, než průřez šlauchu 8, není možné běžným snažením možné vodu z vázy 7 vytlačit při profukování do korunky 1.

Na obr. 3 je znázorněna horní podstava srdce 4 v pohledu shora. Z obrázku je patrné vybrání 14 pro těsnění. Dále jsou dobře viditelné dva otvory 10 v podobě drážek. Jako poslední dobře viditelná část horní podstavy srdce 4 je nosná plocha 15, na kterou je možné opřít dekorativní prvky, které mohou být i současně upevněny na těle 3 vodní dýmky.

Na obr. 4 a 5 je detail na utěsňovací těleso 11. Jak je z obrázků patrné, je utěsňovací těleso 11 prstencového tvaru, ale pokud by byl design vodní dýmky jiný, může se utěsňovací těleso 11 tvarem přizpůsobit. Důležité je, aby utěsňovací těleso 11 mohlo volně klouzat podél těla 3 a dosedalo nad ústí otvorů 10.

Průmyslová využitelnost

Zpětný ventil pro vodní dýmku podle vynálezu nalezne uplatnění jak u nově vyráběných, tak i u stávajících vodních dýmek, kde postačí pouhá výměna srdce a volitelně i těla ze všech konstrukčních součástí vodní dýmky.

Claims (8)

1. Zpětný ventil (5) pro vodní dýmku k profukování vodní dýmky, který je tvořen alespoň jedním otvorem (10) vedoucím skrz srdce (4) vodní dýmky pro vytvoření kanálu vedoucího mezi vnitřkem vázy (7) vodní dýmky a vnějším okolím vodní dýmky, přičemž je otvor (10) utěsněn pohyblivým těsnicím prostředkem, vyznačující se tím, že pohyblivý těsnicí prostředek je tvořen utěsňovacím tělesem (11) opatřeným dírou (12) pro prostrčení těla (3) vodní dýmky skrz utěsňovací těleso (11), přičemž je ústí otvoru (10) vedoucího skrz srdce (4) uspořádáno pod utěsňovací těleso (11), které je přes něj v klidovém stavu zpětného ventilu (5) položeno.

2. Zpětný ventil podle nároku 1, vyznačující se tím, že utěsňovací těleso (11) má tvar destičky, prstence, či 3D struktury s alespoň jednou plochou pro dosednutí na ústí otvoru (10).

3. Zpětný ventil podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že utěsňovací těleso (11) je opatřeno vodicí obrubou (13).

4. Zpětný ventil podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že utěsňovací těleso (11) je opatřeno hydrofobní povrchovou úpravou.

5. Zpětný ventil podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že otvor (10) má tvar souvislé drážky.

6. Zpětný ventil podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že celkový průřez otvoru (10) je větší než obsah průřezu šlauchu (8) vodní dýmky.

7. Zpětný ventil podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že utěsňovací těleso je opatřeno ložiskem nebo prostředkem pro snížení tření, integrovaným do díry (12).

8. Zpětný ventil podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že otvor (10) je v oblasti ústí opatřen drážkou pro těsnění.