Водный занавес
Водный занавес относится к области интерактивных проекционных экранов с устройством, ограничивающим площадь распределения жидкости. Водный занавес предназначен для обратной проекции видеофильмов, слайдов, лазерной анимации, компьютеризированной световой заливки с возможностью создания управляемых динамически изменяющихся форм образованных узконаправленными струями воды, падающими вертикально вниз.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в обеспечении возможности интерактивного проекционного экрана на основе водного занавеса создавать управляемые динамически изменяющиеся формы образованные узконаправленными струями воды, падающими вертикально вниз..
Сущность решения технической задачи состоит в том, что водный занавес состоит из водонапорного коллектора с множеством мелких форсунок, который подвешивается к жесткой конструкции водосборного бассейна, фильтра, напорного насоса, проектора и системы управления. Под давлением в коллектор подается вода, выдавливаясь из форсунок она падает вниз, образуя водную плоскость из множества струй. На эту водную плоскость, можно спроецировать видеофильм, видеослайды, лазерную анимацию, световые заливки. Для организации интерактивного воздействия на работу водного занавеса в состав системы управления водным занавесом вводится один или более соответствующих датчиков, при этом имеется возможность графического отображения в проецируемом изображении функций и/или зон воздействия на интерактивные датчики управления. Применение одной или более управляемых заслонок перекрывающих прямое падение струй воды из форсунок в водосборный бассейн позволяет организовывать проходы в водном занавесе. А синхронизация данных заслонок с заслонками, перекрывающими часть проецируемого изображения, позволяет такие проходы организовывать без засветки их проецируемым изображением. Для создания управляемых динамически изменяющихся форм и фигур водный занавес оборудуется необходимым количеством управляемых электромагнитных соединяющих водонапорный коллектор с форсунками, при этом к каждому клапану может быть подключена одна или более форсунок. Система управления проецированием изображения на водный занавес позволяет организовывать частичную и/или динамически изменяющуюся фигурную засветку данного занавеса, при этом такая засветка может быть синхронизирована с работой заслонок перекрывающих прямое падение струй воды из форсунок в водосборный бассейн и/или с работой управляемых клапанов, организующих динамически изменяющиеся формы и фигуры.
З.п.ф. 7, ил.7
Водный занавес относится к области интерактивных проекционных экранов с устройством, ограничивающим площадь распределения жидкости. Водный занавес предназначен для обратной проекции видеофильмов, слайдов, лазерной анимации, компьютеризированной световой заливки с возможностью создания управляемых динамически изменяющихся форм образованных узконаправленными струями воды, падающими вертикально вниз.
Известны устройства http://www.orion-show.ru/services/video и http://www.federatio.ru/russia/moscow/show/water_screen образующих водный занавес в которых вода, подаваемая в полую ферму из бассейна, через систему специальных форсунок, формирующих узконаправленные струи, падает вертикально вниз обратно в бассейн. Оттуда по замкнутому контуру она вновь поступает в верхнюю часть системы. Для поддержания работы системы используется насос, который поднимает воду и создает давление для формирования более плотной водяной стены.
Недостатком данных устройств является то, что в них отсутствует возможность создания управляемых динамически изменяющихся форм образованных водным занавесом.
Известна система и способ позволяющие генерировать изменяющиеся водные формы путем получения капель переменного размера по патенту US 6557777 от 6,05,2003, МПК F21S 8/00. Система содержащая, коллектор с отдельными резервуарами для воды, клапаны выпуска жидкости, логические устройства, с подключенными датчиками и целым рядом компонентов, позволяет своевременно наполнять резервуары водой и обеспечивать переменную выдачу порций воды в реальном масштабе времени, в соответствии с заранее заданной программой.
Недостатком данной системы является излишняя сложность обеспечения поддержания заданных параметров выдачи переменных порций воды и ограниченность применения в связи с отсутствием функций проекционного водного экрана.
Известен насадок дождевального аппарата по патенту RU 2174876, МПК В05В 1/18, В05В 1/26, от 20.10.2001, обеспечивающий возможность регулирования размеров капель и интенсивности водного потока, содержащий корпус, закрепленный на стойке дефлектор и сопло с центральным отверстием. Сопло и корпус выполнены единой деталью. Центральное отверстие сопла сопряжено с полостью корпуса и выполнено с сужением в направлении среза сопла. Установленный на стойке дефлектор выполнен в виде тела вращения переменного сечения.
К недостаткам данного изобретения можно отнести невозможность применения предлагаемого способа регулирования размеров капель при создании управляемых динамически изменяющихся форм образованных водным занавесом.
Известен аппарат и способ формирования водного экрана по патенту US 5067653 от 26.11.1991, МПК В05B 1/04, В05B 1/28, содержащий, насос подающий воду в коллектор, коллектор в виде трубы заданной длины с форсунками, расположенными вдоль продольной оси коллектора с определенным интервалом для обеспечения инъекции воды в виде экрана и устройство для производства воздушных завес вдоль передней и задней поверхности экрана в целях поддержания экрана в основном однородной толщины. Эта аппарат принят за прототип.
Недостатком данного аппарата является излишняя сложность поддержания однородной толщины водного экрана и отсутствие возможности создания управляемых динамически изменяющихся форм образованных водным экраном.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в обеспечении возможности интерактивного проекционного экрана на основе водного занавеса создавать управляемые динамически изменяющиеся формы образованные узконаправленными струями воды, падающими вертикально вниз.
Сущность решения технической задачи состоит в том, что водный занавес состоит из водонапорного коллектора с множеством мелких форсунок, который подвешивается к жесткой конструкции (например: ферме, потолочным балкам), водосборного бассейна, фильтра, напорного насоса, проектора и системы управления. Под давлением в коллектор подается вода, выдавливаясь из форсунок она падает вниз, образуя водную плоскость из множества струй. На эту водную плоскость, можно спроецировать видеофильм, видеослайды, лазерную анимацию, световые заливки. При этом достигается визуальный эффект динамической плоскости, и на водный занавес проецируется любое изображение, как статичное так и динамичное. Расположение форсунок на водонапорном коллекторе в два или более рядов, позволяет образовывать до 400 и более узконаправленных струй воды на один погонный метр коллектора, создающих более плотный водный занавес. Для выравнивания давления в водонапорном коллекторе на трубопроводе соединяющим насос с коллектором устанавливается редукционный клапан или применяется расширительную емкость для коллектора, которая поднимается на необходимую высоту для создания заданного давления в коллекторе, что также позволяет уменьшить время работы насоса подающего воду в коллектор. Для организации интерактивного воздействия на работу водного занавеса и/или проецирование изображения в состав системы управления водным занавесом вводится один или более соответствующих датчиков, при этом имеется возможность графического отображения в проецируемом изображении функций и/или зон воздействия на интерактивные датчики управления. Применение одной или более управляемых заслонок перекрывающих прямое падение струй воды из форсунок в водосборный бассейн позволяет организовывать проходы, в водном занавесе. А синхронизация данных заслонок с заслонками, перекрывающими часть проецируемого изображения, позволяет такие проходы организовывать без засветки их проецируемым изображением. Для создания управляемых динамически изменяющихся форм и фигур образованных узконаправленными струями воды, падающими вертикально вниз водный занавес оборудуется необходимым количеством управляемых электромагнитных или пневматических клапанов соединяющих водонапорный коллектор с форсунками, при этом к каждому клапану может быть подключена одна или более форсунок. Система управления проецированием изображения на водный занавес позволяет организовывать частичную и/или динамически изменяющуюся фигурную засветку данного занавеса, при этом такая засветка может быть синхронизирована с работой заслонок перекрывающих прямое падение струй воды из форсунок в водосборный бассейн и/или с работой управляемых клапанов, организующих динамически изменяющиеся формы и фигуры.
Предлагаемый водный занавес показан на чертежах (фиг.1-7), фиг.1 - общая структурная схема водного занавеса, фиг.2 - двухрядная схема расположения форсунок, фиг.3 - трехрядная схема расположения форсунок, фиг.4 - фрагмент водного занавеса и системы проецирования изображения; фиг.5 - структурная схема фрагмента водного занавеса и системы проецирования изображения; фиг.6 - структурная схема фрагмента водного занавеса с клапанами управления выпуском воды; фиг.7 - фрагмент водного занавеса и создаваемые им, динамически изменяющиеся формы, где обозначены:
1 - водосборный бассейн;
2.1-2.n - узконаправленные струи воды, падающие вертикально вниз;
3 - водонапорный коллектор;
4.1-4.n - форсунки;
5 - редукционный клапан на трубопроводе подачи воды в коллектор;
6 - насос подачи воды в коллектор;
7 - фильтр;
8 - технологический вентиль выпуска воды в дренаж;
9 - выпуск воды в дренаж;
10 - заслонка узконаправленных струй воды;
11 - заслонка проецируемого изображения;
12 - проектор изображения;
13 - проецируемое изображение;
14.1-14.n - датчики интерактивного воздействия;
15 - контроллер управления;
16.1-16.i - электромагнитные клапаны выпуска воды через форсунки.
Водный занавес, показанный на фиг.1, работает следующим образом, вода, подаваемая в водонапорный коллектор 3 из водосборного бассейна 1, через систему специальных форсунок 4.1-4.n, формирующих узконаправленные струи 2.1-2.n, падает вертикально вниз обратно в водосборный бассейн 1. Оттуда по замкнутому контуру она вновь поступает в верхнюю часть системы. Для поддержания работы системы используется насос 6, который поднимает воду и создает давление для формирования более плотной водяной стены. Для установки и поддержания заданного давления в водонапорном коллекторе 3 на трубопроводе соединяющим насос с коллектором установлен редукционный клапан 5. Первоначально система заливается водой предпочтительно прошедшей обратноосмотическую очистку, что позволит эксплуатировать водный занавес более продолжительный период без технологической очистки форсунок 4.1-4.n, Также с этой целью и для предотвращения загрязнения воды циркулирующей в системе водного занавеса установлен фильтр «тонкой» очистки 7 (предпочтительно 5 микрон). А для технологического слива воды на водосборном бассейне 1 установлен вентиль выпуска воды в дренаж 8. Для создания. более плотного, водного занавеса форсунки 4.1-4.n на водонапорном коллекторе 3 располагаются в два или три ряда, что позволяет образовывать до 400 и более узконаправленных струй воды на один погонный метр коллектора. На фиг.2 приведена двухрядная, а на фиг.3 трехрядная схема расположения форсунок. Проецирование изображения 13 на водный занавес, показанное на фиг.4.а, производится проектором 12. При необходимости организовать проход в водном занавесе включается заслонка 10 перекрывающая прямое падение струй воды из форсунок, в результате чего вода стекает по краям заслонки. А для организации прохода в водном занавесе без засветки его проецируемым изображением применяется также заслонка 11 перекрывающая часть проецируемого изображения, при этом работа данной заслонки синхронизирована с работой заслонки 10 перекрывающей прямое падение струй воды из форсунок, что показано на фиг.4.6. Такое построение водного занавеса применимо, например для организации прохода в летнее кафе. При этом (см. фиг.5) к контроллеру управления 15 можно подключить датчики 14.1-14.n интерактивного воздействия (предпочтительно детекторы движения), тогда при подходе в обозначенном месте к водному занавесу срабатывает датчик 14.1 и компьютеризированный проектор получив команду от контроллера управления 15 наряду с проецируемым изображением отображает на водном занавесе например кнопку с надписью «ВХОД», При приближении к ней руки срабатывает датчик 14.2 и заслонка 10 перекрывает прямое падение струй воды из форсунок, заслонка 11 перекрывает часть проецируемого изображения, образуя не засвечиваемый проход в водном занавесе. Также возможно вместо применения заслонки 11 перекрывающей часть проецируемого изображения, применять маскирование части проецируемого изображения с помощью компьютерной обработки выводимого изображения. Для оформления концертных выступлений, шоу, праздничных мероприятий и рекламных акций наиболее подходит водный занавес, позволяющий помимо отображения проецируемого изображения, формировать различные динамически изменяющиеся формы и фигуры образованные узконаправленными струями воды, падающими вертикально вниз. Для этого форсунки 4 подключаются к коллектору 3 через электромагнитные клапаны выпуска воды 16, которые управляются компьютеризированным контроллером управления 15, как показано на фиг.6.а. Для снижения стоимости водного занавеса целесообразно подключать к каждому электромагнитному клапану выпуска воды 16.1-16.i по несколько форсунок 4, как показано на фиг.6.6. (например по три, при из расположении согласно схеме показанной на фиг.3). Такое подключение позволит формировать из получаемых водных кластеров, образуемых динамически управляемыми узконаправленными струями воды, изображения с разрешением ~128 пикселей на погонный метр водного занавеса, как показано на фиг.7.а, б. При этом компьютеризированный контроллер управления 15 может синхронизировать работу управляемых клапанов 16.1-16.i, образующих динамически изменяющиеся формы и фигуры с перемещением проецируемого, частично замаскированного компьютерной обработкой изображения и/или световой заливкой. Что позволит создать новый и весьма эффектный способ оформления различных мероприятий, например падающие водные «сердца» представляющие из себя экраны с проецируемым на них крупным планом изображением выступающего перед ними певца.
1. Водный занавес, состоящий из водонапорного коллектора с множеством мелких форсунок, который подвешивается к жесткой конструкции, водосборного бассейна, фильтра, напорного насоса, проектора и системы управления, отличающийся тем, что форсунки на водном коллекторе, расположенные в два или более рядов, позволяют образовывать до 400 и более узконаправленных струй воды на один погонный метр коллектора, создающих водную плоскость для проецирования статичного или динамичного изображения.
2. Водный занавес по п.1, отличающийся тем, что для выравнивания давления в коллекторе на трубопроводе, соединяющем насос с коллектором, установлен редукционный клапан.
3. Водный занавес по п.1, отличающийся тем, что для выравнивания давления в водонапорном коллекторе и уменьшения времени работы насоса коллектор имеет расширительную емкость, поднятую на необходимую высоту для создания заданного давления в коллекторе.
4. Водный занавес по п.1, отличающийся тем, что система управления водным занавесом и/или проецированием изображения на данный занавес имеет один или более датчиков интерактивного воздействия с графическим отображением в проецируемом изображении функций и/или зон воздействия на интерактивные датчики управления или без такового, что позволяет в режиме реального времени изменять работу водного занавеса и/или проецируемое изображение.
5. Водный занавес по п.1, отличающийся тем, что он содержит одну или более управляемых заслонок, перекрывающих прямое падение струй воды из форсунок в водосборный бассейн, что позволяет организовывать проходы в водном занавесе.
6. Водный занавес по п.1, отличающийся тем, что он содержит необходимое количество управляемых электромагнитных или пневматических клапанов, соединяющих водонапорный коллектор с форсунками, при этом к каждому клапану может быть подключена одна или более форсунок, что позволяет создавать управляемые динамически изменяющиеся формы и фигуры, образованные узконаправленными струями воды, падающими вертикально вниз.
7. Водный занавес по п.1, отличающийся тем, что система управления проецированием изображения на данный занавес имеет одну или более управляемых заслонок, перекрывающих часть проецируемого изображения, при этом работа данных заслонок может быть синхронизирована с работой заслонок, перекрывающих прямое падение струй воды из форсунок в водосборный бассейн, что позволяет организовывать проходы в водном занавесе без засветки их проецируемым изображением.
8. Водный занавес по п.1, отличающийся тем, что система управления проецированием изображения на данный занавес позволяет организовывать частичную и/или динамически изменяющуюся фигурную засветку водного занавеса, при этом такая засветка может быть синхронизирована с работой заслонок, перекрывающих прямое падение струй воды из форсунок в водосборный бассейн и/или с работой управляемых клапанов, организующих динамически изменяющиеся формы и фигуры, образованные узконаправленными струями воды, падающими вертикально вниз.
