смывной бачок

Формула изобретения

СМЫВНОЙ БАЧОК, содержащий корпус, выпускной клапан, соединенный посредством штока с рукояткой, патрубок перелива, впускной клапан, взаимодействующий с поплавком посредством рычага, и узел задержки всплытия поплавка, отличающийся тем, что нижняя поверхность поплавка выполнена из ферромагнитного материала, а узел задержки всплытия поплавка состоит из размещенного в корпусе и прикрепленного к нему кронштейна и постоянного магнита, закрепленного под поплавком на горизонтальном конце кронштейна с возможностью перемещения вдоль него, фиксации и взаимодействия полюсами через регулируемый зазор с нижней поверхностью поплавка, при этом магнит расположен от дна корпуса на расстоянии

H = h_пер. - (a + bh_п + h_м),

где H_пер. - высота патрубка перелива;

a - расстояние между торцом патрубка перелива и номинальным уровнем воды;

b - безразмерный коэффициент, учитывающий глубину погружения поплавка в нижнем его положении;

h_п - высота поплавка;

h_м - высота магнита.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике водоснабжения, а именно к смывным бачкам санитарно-технических устройств с ручным приводом, используемым для промывки унитазов и напольных чаш.

Наиболее широко распространены смывные бачки стандартной конструкции, содержащей корпус с крышкой, выпускной клапан с прикрепленным к нему штоком с рукояткой, патрубок перелива и впускной клапан, взаимодействующий с поплавком посредством рычага.

Недостатком известных бачков является их низкая надежность, проявляющаяся в том, что при колебаниях давления в питающем водопроводе в течение суток, особенно в многоэтажных домах, имеет место утечка воды из бачка: при уменьшении водозабора повышение давления в водопроводе приводит к неполному закрытию впускного клапана, при этом уровень воды в бачке превышает номинальный, и излишек воды через патрубок перелива вытекает в канализацию.

Более надежным являются смывные бачки, снабженные узлом задержки всплытия поплавка (УЗВП). Благодаря воздействию на поплавок большей подъемной силы воды в таких бачках повышается надежность закрытия впускного клапана при колебаниях давления в водопроводе.

Однако сложность конструкции и высокая стоимость таких бачков препятствуют их практическому использованию.

Известен также бачок, конструкция которого отличается от стандартной наличием в ней УЗВП, выполненного в виде шарнирно прикрепленного к основному рычагу впускного клапана вспомогательного рычага, свободный конец которого взаимодействует с упругим элементом, например резиновой струной, прикрепленной к корпусу бачка.

Недостатком бачка является недостаточная его надежность, обусловленная изменениями упругости упругого элемента в результате старения его материала и изменения температуры воды.

Основной задачей, решаемой изобретением, является повышение надежности бачка благодаря исключению утечки из него воды при изменении давления в питающем водопроводе, достигаемое стабилизацией полезного объема воды в бачке. При использовании изобретения также достигается ускоренное наполнение бачка, повышается долговечность впускного клапана, возникает возможность модернизации бачков, находящихся в эксплуатации.

Поставленная задача решается тем, что в смывном бачке, содержащем корпус, выпускной клапан, соединенный посредством штока с рукояткой, патрубок перелива, впускной клапан, взаимодействующий с поплавком посредством рычага, и УЗВП, нижняя поверхность поплавка выполнена из ферромагнитного материала, а УЗВП состоит из размещенного в корпусе и прикрепленного к нему кронштейна и постоянного магнита, закрепленного под поплавком на горизонтальном конце кронштейна с возможностью перемещения вдоль него, фиксации и взаимодействия с полюсами магнита через регулируемый зазор с нижней поверхностью поплавка, при этом магнит расположен от дна корпуса на расстоянии

H h_пер (а + bh_п + h_м), (1) где h_пер высота патрубка перелива; а расстояние между торцом патрубка перелива и номинальным уровнем воды; b безразмерный коэффициент, учитывающий глубину погружения поплавка в нижнем его положении; h_п высота поплавка; h_м высота магнита.

На фиг. 1 изображен смывной бачок, продольный разрез; фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; фиг. 3 узел I на фиг. 1; на фиг. 4 вид Б на фиг. 3; на фиг. 5 поплавок с закрепленной на нем пластиной из ферромагнитного материала; на фиг. 6 вид В на фиг. 5; на фиг. 7 и 8 приведены временные диаграммы изменений уровней воды в бачке и положений поплавков, при этом кривая I соответствует изобретению, кривая II стандартному бачку, кривая III бачку-прототипу.

Смывной бачок содержит корпус 1 с крышкой 2, выпускной клапан 3, соединенный штоком 4 с рукояткой 5 ручного привода, впускной клапан 6 с шарнирно прикрепленным к нему рычагом 7, к противоположному концу 8 которого прикреплен поплавок 9, патрубок 10 перелива и УЗВП. Нижняя поверхность поплавка 9 выполнена из ферромагнитного материала.

УЗВП состоит из постоянного магнита 11, закрепленного под поплавком 9 на горизонтальном конце размещенного внутри корпуса 1 и прикрепленного к нему кронштейна 12 с возможностью перемещения магнита вдоль кронштейна и фиксации положения магнита на кронштейне с помощью фиксатора 13. Фиксатор 13 снабжен винтом 14, головка которого упирается в дно поплавка в нижнем его положении (изображено пунктиром на фиг. 1, 3 и 4). Таким образом, винт 14 является элементом для первоначальной установки требуемой величины зазора S между полюсами магнита и дном поплавка и одновременно ограничителем опускания поплавка. Относительно дна корпуса 1 магнит 11 установлен на расстоянии Н, определяемом из соотношения (1), при котором в зависимости от конкретных геометрических размеров элементов конструкции бачка обеспечивается полное открывание впускного клапана 6 при нижнем положении поплавка, значительный запас действующей на поплавок подъемной силы воды, гарантированное закрытие впускного клапана при всплытии поплавка, исключающее возможность утечки воды из бачка.

Применительно к бачкам, находящимся в эксплуатации, возможен вариант установки на дно поплавка 9 тонкой пластины 15 из ферромагнитного материала, прикрепленной к поплавку с помощью защелок 16, охватывающих боковые поверхности поплавка (фиг. 5 и 6).

Все элементы конструкции УЗВП выполнены из некорродирующих в воде материалов.

Смывной бачок работает следующим образом.

При ручном подъеме рукоятки 5 поднимается выпускной клапан 3 и происходит слив воды из бачка (временной интервал t₁-t₀ на фиг. 7). При понижении уровня воды в бачке поплавок 9 опускается примерно на 0,2 своей высоты до упора его дна в головку винта 14, препятствующего его дальнейшему опусканию (нижнее положение поплавка). При этом поплавок притягивается магнитом 11 с силой, прямо пропорциональной величине магнитной индукции в зазоре S. Опускание поплавка приводит к полному открыванию впускного клапана 6, через который вода начинает наполнять бачок. Во время наполнения бачка (интервал t₂-t₁) поплавок продолжает оставаться в нижнем положении, поскольку его всплытие задерживается силой притяжения магнита вплоть до момента t₂, когда уровень воды в бачке достигнет минимального значения. В этот момент действующая на поплавок подъемная сила воды превышает сумму сил веса поплавковой системы и притяжения поплавка магнитом. Поэтому в момент t₂ поплавок скачкообразно всплывает, занимая свое верхнее положение, впускной клапан 6 полностью закрывается, поступление воды в бачок прекращается.

Возможность регулировки магнитного зазора S с помощью винта 14 обеспечивает всплытие поплавка при различных величинах выталкивающей силы воды, действующей на поплавок, тем самым обеспечена возможность установки необходимого уровня и объема воды в бачке.

В верхнем положении поплавок находится до очередного выпуска воды из бачка. Стабильность этого положения поплавка при изменении давления в водопроводе определяется тем, что, с одной стороны, всплытие поплавка ограничено упором конца рычага 7 в клапан 6, с другой стороны, тем, что на погруженный на половину своей высоты поплавок (фиг. 8) действует выталкивающая сила воды, с избытком превышающая величину, необходимую для надежного закрытия впускного клапана при наибольшем давлении в водопроводе.

Сопоставление кривых I-III на фиг. 7 показывает, что наполнение стандартного бачка происходит значительно медленнее, чем бачков, содержащих УЗВП, при этом в последних наполнение бачка происходит практически по линейному закону. В бачке-прототипе (кривая III) приближение уровня воды к номинальному значению приводит к упругому растяжению струны, при этом частично закрывается клапан 6, чем объясняется наличие нелинейного участка. Очевидно, что наиболее быстро наполняется предложенный бачок (кривая I).

На фиг. 8 показано положение поплавков в рассматриваемых трех конструкциях бачков в различные моменты времени работы выпускного и впускного клапанов. В предложенном бачке в момент времени, предшествующий всплытию поплавка, в воду погружено примерно 0,8 высоты поплавка (b 0,8 в формуле (1), а после всплытия в воду погружена половина высоты поплавка. Отсюда в предложенном бачке надежность закрытия впускного клапана и исключения утечки воды в 2-2,5 раза больше, чем в стандартном и в 1,7 раза больше, чем в бачке-прототипе.

Модернизация смывных бачков, находящихся в эксплуатации, может быть осуществлена силами сантехников, как простая ремонтная операция без выведения бачка из эксплуатации.

Предложенный смывной бачок не только гарантирует стабилизацию объема наполняющей его воды, сокращает время наполнения, что немаловажно для мест общественного пользования, увеличивает долговечность работы впускного клапана, но, поскольку полностью устраняет возможность утечки воды из бачка, обладает определенной экологической ценностью.