самозапирающийся кран, управляемый соленоидом

Формула изобретения

1. Самозапирающийся кран (10), содержащий полый корпус (12), имеющий основной участок (13) с отверстием (15) для узла исполнительного механизма, и выпускной наконечник (14), выступающий от основного участка, с отверстием (47) на удаленном конце выпускного наконечника, узел (45) водопроводной системы, включающий соленоидный клапан (30), впускную трубу (40), подсоединенную к соленоидному клапану и проходящую через отверстие в основании корпуса, и трубу (42) выпускного наконечника, имеющую первый конец, подсоединенный к соленоидному клапану, и второй конец, примыкающий к отверстию на удаленном конце выпускного наконечника, узел (18) исполнительного механизма, подсоединенный к корпусу (12) у отверстия (15) для узла исполнительного механизма, выключатель (32), причем управляемый пользователем узел (18) исполнительного механизма приводит в действие выключатель, отличающийся тем, что узел (18) исполнительного механизма включает схему (29) таймера, подсоединенную для обеспечения электрического тока для соленоидного клапана (30), выключатель (32) подсоединен для запуска схемы таймера, соленоидный клапан (30) включает корпус (51) из магнитного материала, имеющий открытый конец и закрытый конец с резьбовым сквозным отверстием (66), полюсный выпускной наконечник (64), ввернутый в резьбовое сквозное отверстие, бобину (54), выполненную из немагнитного материала внутри корпуса и имеющую высверленное отверстие (56), соленоидную катушку (52), намотанную на бобину (54) для образования магнитного поля, когда по ней проходит электрический ток, постоянный магнит (62), размещенный внутри высверленного отверстия (56) бобины (54) и опирающийся на полюсной выпускной наконечник (64), концентратор (58) потока из магнитопроницаемого материала, размещенный внутри высверленного отверстия (56) бобины (54), опирающийся на постоянный магнит (62), плунжер (68) из магнитного материала, скользящим образом размещенный внутри высверленного отверстия (56) бобины (54) и выступающий наружу из бобины, пружину (70), смещающую плунжер (68) от концентратора (58) потока, торцевую крышку (80) из магнитного материала, находящуюся в зацеплении с корпусом (51) и закрывающую открытый конец, причем торцевая крышка имеет сквозное отверстие (69), через которое проходит плунжер (68), не контактируя с торцевой крышкой, обойму (86) из твердого немагнитного материала, подсоединенную к торцевой крышке (80) и имеющую противолежащие первую и вторую боковые стороны, причем первая боковая сторона имеет выемку (90), внутри которой находится и поддерживается конец плунжера (68), а обойма (86) включает направляющую трубку (92), имеющую седло (98) управляющего клапана на одном конце, который открыт в выемку (90), и имеющую второй конец, при этом обойма (86) дополнительно включает выпускное отверстие (87), проходящее между выемкой (90) и второй боковой стороной, корпус (102) клапана, подсоединенный к корпусу (51) и включающий впускное отверстие (114) и выпускное отверстие (110), подсоединенные через отверстие со впускным отверстием, в котором седло (108) основного клапана проходит вокруг отверстия, и упругую диафрагму (100), примыкающую ко второй боковой стороне обоймы (86), для образования управляющей камеры (115) между ними, и реагирующую на давление внутри управляющей камеры, посредством избирательного зацепления седла (108) основного клапана, для закрывания соединения между впускным (114) и выпускным (110) отверстиями, причем упругая диафрагма (100) имеет направляющее сквозное отверстие (104), внутри которого находится направляющая трубка (92), второй конец которой соединен с выпускным отверстием.

2. Самозапирающийся кран по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит аэратор (44), прикрепленный ко второму концу трубы (42) выпускного наконечника и выступающий из отверстия (47) на удаленном конце выпускного наконечника (14).

3. Самозапирающийся кран по п.1, отличающийся тем, что в нем управляемый пользователем узел (18) исполнительного механизма содержит колпачок (20), выступающий над углом (18) исполнительного механизма и зацепляющий толкатель (34), который передает движение колпачка (20) выключателю (32).

4. Самозапирающийся кран по п.3, отличающийся тем, что в нем узел (18) исполнительного механизма дополнительно включает пружину (36), которая смещает колпачок (20) от полого корпуса (12).

5. Самозапирающийся кран по п.1, отличающийся тем, что в нем узел (18) исполнительного механизма дополнительно включает аккумуляторную батарею (22), которая обеспечивает энергию для схемы (29) таймера.

6. Самозапирающийся кран по п.5, отличающийся тем, что в нем управляемый пользователем узел (18) исполнительного механизма содержит колпачок (20), выступающий над узлом (18) исполнительного механизма и зацепляющий толкатель (34), который передает движение колпачка выключателю (32), причем колпачок (20) выполнен съемным для облегчения доступа для замены аккумуляторной батареи (22).

7. Самозапирающийся кран по п.1, отличающийся тем, что в нем узел (45) водопроводной системы выполнен с возможностью удаления из полого корпуса (12) в виде отдельного блока для его замены.

8. Самозапирающийся кран по п. 1, отличающийся тем, что в нем полый корпус (12) дополнительно имеет отверстие в основании для введения узла (45) водопроводной системы в полый корпус.

9. Самозапирающийся кран по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит пластину (16), которая проходит поперек отверстия в основании полого корпуса (12).

10. Самозапирающийся кран по п.6, отличающийся тем, что в нем схема (29) таймера переустанавливается и вводится режим программирования, когда каждый раз аккумуляторную батарею удаляют или заменяют, эту схему таймера переустанавливают и вводят режим прерывания при удерживании пользователем верхнего колпачка (20) в нажатом положении в течение требуемого количества времени, при котором кран остается в открытом состоянии.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение касается кранов с самозапирающимися клапанами и, в частности, таких самозапирающихся клапанов, которые активизируются электрическим путем с помощью соленоида.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В больницах, общественных туалетах и других местах обслуживания предпочтительно использовать кран для туалетов, который выключается автоматически через установленный период времени, чтобы вода не текла непрерывно, если пользователь не закроет кран. Обычные краны для такого типа функционирования являются механическими, управляемыми поршнем. Когда пользователь перемещает поршень, чтобы открыть клапан, переменная камера внутри клапана расширяется и заполняется воздухом или водой. При освобождении пользователем поршень перемещается под действием силы пружины и уменьшает размер камеры со скоростью, которая регулируется выпуском воздуха или воды через дозирующее отверстие. Это ограничивает скорость, с которой сила пружины перемещает поршень для закрытия клапана и, таким образом, ограничивает период времени, в течение которого вода течет из крана. Одним из недостатков такого механического крана является изнашивание пружины при частом использовании, в результате требуется либо замена, либо, по меньшей мере, периодическое регулирование, чтобы гарантировать, что клапан остается открытым в течение достаточного промежутка времени для пользователя.

В качестве альтернативы этим механическим автоматическим кранам были предложены электрически управляемые клапаны с соленоидным управлением. Однако обычный клапан с соленоидным управлением остается открытым только в течение времени, пока к электромагнитной спирали соленоидного исполнительного механизма подводится электрический ток. При отключении электрического тока пружина вынуждает соленоид закрывать клапан. В результате соленоидные клапаны потребляют значительное количество электроэнергии, которое делает их непрактичными для работы при запитывании от аккумуляторной батареи. Так как энергия обычно подается от электропроводки здания, поэтому необходимо разместить розетку электропитания внизу туалета и защиту пользователя от получения электрического удара в случае неисправности электрической цепи.

Наиболее близким аналогом к заявленному является самозапирающийся кран, содержащий полый корпус, имеющий основной участок с отверстием для узла исполнительного механизма, и выпускной наконечник, выступающий от основного участка, с отверстием на удаленном конце выпускного наконечника, узел водопроводной системы, включающий соленоидный клапан, впускную трубу, подсоединенную к соленоидному клапану и проходящую через отверстие в основании корпуса, и трубу выпускного наконечника, имеющую первый конец, подсоединенный к соленоидному клапану, и второй конец, примыкающий к отверстию на удаленном конце выпускного наконечника, узел исполнительного механизма, подсоединенный к корпусу у отверстия для узла исполнительного механизма, выключатель, причем управляемый пользователем узел исполнительного механизма приводит в действие выключатель (см. заявку Германии 4431127, А 16 К 11/24, 07.03.1996).

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Основной задачей настоящего изобретения является обеспечение электрически управляемого, самозапирающегося крана.

Другой задачей является обеспечение такого крана, который способен запитываться от аккумуляторной батареи в течение относительно длительного периода времени между заменами аккумуляторных батарей.

Следующей задачей настоящего изобретения является обеспечение самозапирающегося автоматического крана с соленоидным клапаном с автоматическим затвором.

Еще одной задачей является обеспечение модульного клапана для облегчения сборки во время изготовления и последующей замены поврежденных составных элементов.

Эти и другие задачи решаются посредством самозапирающегося крана, содержащего полый корпус, который имеет основной участок с отверстием для узла исполнительного механизма, и выпускной наконечник, выступающий от основного участка, с отверстием на удаленном конце выпускного наконечника, узел водопроводной системы, включающий соленоидный клапан, впускную трубу, подсоединенную к соленоидному клапану и проходящую через отверстие в основании корпуса, и трубу выпускного наконечника, имеющую первый конец, подсоединенный к соленоидному клапану, и второй конец, примыкающий к отверстию на удаленном конце выпускного наконечника, узел исполнительного механизма, подсоединенный к корпусу у отверстия для узла исполнительного механизма, выключатель, причем управляемый пользователем узел исполнительного механизма приводит в действие выключатель. В этом самозапирающемся кране согласно изобретению узел исполнительного механизма включает схему таймера, подсоединенную для обеспечения электрического тока для соленоидного клапана, выключатель подсоединен для запуска схемы таймера, соленоидный клапан включает корпус из магнитного материала, имеющий открытый конец и закрытый конец с резьбовым сквозным отверстием, полюсный выпускной наконечник, ввернутый в резьбовое сквозное отверстие, бобину, выполненную из немагнитного материала внутри корпуса и имеющую высверленное отверстие, соленоидную катушку, намотанную на бобину для образования магнитного поля, когда по ней проходит электрический ток, постоянный магнит, размещенный внутри высверленного отверстия бобины и опирающийся на полюсной выпускной наконечник, концентратор потока из магнитопроницаемого материала, размещенный внутри высверленного отверстия бобины, опирающийся на постоянный магнит, плунжер из магнитного материала, скользящим образом размещенный внутри высверленного отверстия бобины и выступающий наружу из бобины, пружину, смещающую плунжер от концентратора потока, торцевую крышку из магнитного материала, находящуюся в зацеплении с корпусом и закрывающую открытый конец, причем торцевая крышка имеет сквозное отверстие, через которое проходит плунжер, не контактируя с торцевой крышкой, обойму из твердого немагнитного материала, подсоединенную к торцевой крышке и имеющую противолежащие первую и вторую боковые стороны, причем первая боковая сторона имеет выемку, внутри которой находится и поддерживается конец плунжера, а обойма включает направляющую трубку, имеющую седло управляющего клапана на одном конце, который открыт в выемку, и имеющую второй конец, при этом обойма дополнительно включает выпускное отверстие, проходящее между выемкой и второй боковой стороной, корпус клапана, подсоединенный к корпусу и включающий впускное отверстие и выпускное отверстие, подсоединенные через отверстие со впускным отверстием, в котором седло основного клапана проходит вокруг отверстия, и упругую диафрагму, примыкающую ко второй боковой стороне обоймы, для образования управляющей камеры между ними, и реагирующую на давление внутри управляющей камеры, посредством избирательного зацепления седла основного клапана для закрывания соединения между впускным и выпускным отверстиями, причем упругая диафрагма имеет направляющее сквозное отверстие, внутри которого находится направляющая трубка, второй конец которой соединен с выпускным отверстием.

В другом варианте выполнения самозапирающийся кран дополнительно содержит аэратор, прикрепленный ко второму концу трубы выпускного наконечника и выступающий из отверстия на удаленном конце выпускного наконечника.

Также управляемый пользователем узел исполнительного механизма содержит колпачок, выступающий над углом исполнительного механизма и зацепляющий толкатель, который передает движение колпачка выключателю.

Узел исполнительного механизма дополнительно включает пружину, которая смещает колпачок от полого корпуса.

Узел исполнительного механизма дополнительно включает аккумуляторную батарею, которая обеспечивает энергию для схемы таймера.

Управляемый пользователем узел исполнительного механизма содержит колпачок, выступающий над узлом исполнительного механизма и зацепляющий толкатель, который передает движение колпачка выключателю, причем колпачок выполнен съемным для облегчения доступа для замены аккумуляторной батареи.

Узел водопроводной системы выполнен с возможностью удаления из полого корпуса в виде отдельного блока для его замены.

Полый корпус дополнительно имеет отверстие в основании для введения узла водопроводной системы в полый корпус.

Самозапирающийся кран дополнительно содержит пластину, которая проходит поперек отверстия в основании полого корпуса.

Схема таймера переустанавливается и вводится режим программирования, когда каждый раз аккумуляторную батарею удаляют или заменяют, эту схему таймера переустанавливают и вводят режим прерывания при удерживании пользователем верхнего колпачка в нажатом положении в течение требуемого количества времени, при котором кран остается в открытом состоянии.

При запуске схема таймера активизирует соленоидный клапан, чтобы направить воду из выпускной трубы через трубу выпускного наконечника и наружу из крана. После заранее определенного интервала времени схема таймера отключается, и соленоидный клапан закрывается.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 представляет вид в поперечном разрезе автоматического самозапирающегося крана, который включает соленоидный клапан с автоматическим затвором в соответствии с настоящим изобретением; фиг.2 иллюстрирует предварительную сборку клапана и трубопровода крана; фиг.3 представляет вид в поперечном разрезе соленоидного клапана с автоматическим затвором.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг.1 показан кран 10, который имеет полый корпус 12 с выпускным наконечником 14, выступающим вверх и в сторону от основной части 13 полого корпуса. Корпус имеет опорную пластину 16, приспособленную для крепления на поверхности туалета или на верхней части счетчика рядом с туалетом. Верхняя часть полого корпуса 12 имеет цилиндрическое отверстие 15, в которое входит узел 18 исполнительного механизма с подвижным верхним колпачком 20, удерживаемым скользящим образом на месте винтом 17, который входит в углубление 19 в сердечнике 21 узла исполнительного механизма.

Узел 18 исполнительного механизма содержит аккумуляторную батарею 22, которая удерживается относительно пары электрических контактов 24 и 26 крышкой 38, прикрепленной к корпусу 21 узла другим винтом 39. Для замены аккумуляторной батареи верхний колпачок 20 и крышку 38 можно легко удалить без необходимости отсоединения крана 10 от системы водоснабжения или без необходимости доступа к элементам под поверхностью, на которой установлен кран. Печатная плана 28, размещенная внутри полого корпуса 12, получает электрический ток от аккумуляторной батареи через расположенные на ней контакты 24. Корпус 49 включает печатную плату 28 с обеспечением защиты от повреждения влагой и винт 53, удерживающий корпус на месте, который обеспечивает также крепление узла 18 исполнительного механизма к корпусу 12 крана.

Печатная плата 28 содержит схему 29 таймера и электрический выключатель 32 для запуска схемы таймера. Толкатель 34 выключателя проходит вниз через узел 18 исполнительного механизма от местоположения непосредственно под внутренней поверхностью верхнего колпачка 20 к выключателю 32 на печатной плате 28. Пружина 36 также смещает верхний колпачок 20 от крышки 38 и соприкасается с толкателем 34 выключателя.

Электрический выходной сигнал схемы 29 таймера приводит в действие соленоидный клапан 30 внутри корпуса 12 крана. Соленоидный клапан 30 подсоединен к впускной водопроводной трубе 40, проходящей вниз через опорную пластину 16 крана 10. Фитинг 33 на удаленном конце впускной трубы 40 содержит фильтр (не показан), улавливающий частицы, которые образуют колючки, забивающие отверстия соленоидного клапана 30. Труба 42 выступает из соленоидного клапана 30 через выпускной наконечник 14 корпуса к выпускному фитингу 41, на который навернут аэратор 44. Соленоидный клапан 30, впускная труба 40, труба 42 выпускного наконечника и выпускной фитинг 41 образуют целый предварительно собранный узел 45 водопроводной системы, как видно на фиг.2, который вмонтирован внутрь полого корпуса 12 показанного на фиг.1 крана 10. Вода течет только через узел 45 водопроводной системы и не входит в контакт с корпусом 12 крана.

Узел 45 водопроводной системы изготавливают заранее и затем вставляют в виде блока через открытое основание корпуса 12 крана. Во время введения трубу выпускного наконечника толкают вверх в выпускной наконечник 14 до тех пор, пока выпускной фитинг 41 узла 45 не выровняется с отверстием 47 на нижней части удаленного конца выпускного наконечника 14. Затем наворачивают аэратор 44 на выпускной фитинг через отверстие 47 выпускного наконечника. Соленоидный клапан 30 толкают вверх до тех пор, пока плоская скошенная поверхность 43 не упирается в корпус 49, который включает печатную плату 28. Обеспечение опорной пластины 16 поперек отверстия основания полого корпуса 12 удерживает узел 45 водопроводной системы на месте с впускной трубой 40, выступающей вниз через эту опорную пластину. Для удаления узла 45 водопроводной системы для ремонта или замены этот процесс выполняют в обратном порядке.

Как будет описано более подробно, для включения крана пользователь нажимает на верхний колпачок 20. Это перемещение колпачка 20 исполнительного механизма давит на толкатель 34 вниз, замыкая выключатель 32 и активизируя схему 29 таймера на печатной плате 28. В то время, когда схема таймера активизирована, соленоидный клапан 30 находится в открытом состоянии, обеспечивающем воде проход из впускной трубы 40 через аэратор 44.

На фиг. 3 показан соленоидный клапан 30, который содержит соленоидный исполнительный механизм 50 с автоматическим затвором, имеющий внешний корпус 51, который включает электромагнитную катушку 52, намотанную вокруг бобины 54 из немагнитного материала, такого как пластмасса. Внешний корпус 51 изготовлен из стали или другого магнитопроницаемого материала. Бобина 54 имеет высверленное отверстие 56, проходящее сквозь нее по центру, внутрь которого входит цилиндрический металлический концентратор 58 потока, который имеет кольцеобразный паз с О-образным кольцом 60 в нем. Концентратор 58 потока окружен катушкой 52 соленоида. Постоянный магнит 62 опирается на конец концентратора 58 потока и примыкает к наружному концу высверленного отверстия 56. Концентратор 58 потока и О-образное кольцо 60 уплотняют высверленное отверстие бобины 54 так, что вода в нижней части клапана не достигает магнита 62. Вследствие этого можно использовать магнит из редкоземельного материала, который обеспечивает сравнительно большую магнитную силу для его размера. Полюсный выпускной наконечник 64 вворачивают в выполненный за одно целое фитинг 66 корпуса 51 соленоида, и он удерживает магнит 62 внутри высверленного отверстия бобины против концентратора 58 потока. Полюсный выпускной наконечник 64 можно регулировать в осевом направлении во время сборки, чтобы компенсировать технологические допуски соединенных элементов.

Плунжер 68 из нержавеющей стали размещен скользящим образом внутри высверленного отверстия 56 бобины на противоположной стороне концентратора 58 потока от постоянного магнита 62 и смещается от концентратора потока пружиной 70. Удаленный конец плунжера 68 имеет выемку с расположенным в ней упругим сальником 72. Этот удаленный конец плунжера 68 выступает наружу из внутреннего конца бобины 54.

Этот конец бобины 54 имеет проходящий наружу фланец 74 с кольцеобразной выемкой 76, проходящей вокруг конца высверленного отверстия 56 бобины. Цилиндрическая реборда 78 торцевой крышки 89 из магнитопроницаемого материала, такого как нержавеющая сталь, расположена внутри этой выемки 76 и герметизирована там с помощью второго О-образного кольца 82. Открытый конец кожуха 51 изогнут вокруг края торцевой крышки 80, который завершает корпус соленоидного исполнительного механизма 50. Сквозное отверстие, которое проходит через цилиндрическую реборду 78, имеет диаметр, немного превышающий наружный диаметр плунжера 68, который проходит сквозь него, образуя зазор 69 магнитного потока. Это приводит к тому, что плунжер 68 оказывается способным перемещаться в осевом направлении, не контактируя с торцевой крышкой 80. Торцевая крышка имеет второй трубчатый выступ 84 большего диаметра, проходящий наружу с противоположной стороны.

Полюсный выпускной наконечник 64, внешний корпус 51, торцевая крышка 80, плунжер 68 и концентратор потока 58 создают путь магнитного потока для постоянного магнита 62 и электромагнита, образованного катушкой 52. Этот путь потока имеет постоянный зазор 96 магнитного потока между плунжером 68 и торцевой крышкой 80 и переменный зазор 67 магнитного потока между концентратором 58 потока и плунжером 68. Размер переменного зазора магнитного потока изменяется при перемещении плунжера внутри высверленного отверстия 56, как будет описано ниже.

Подобная заглушке обойма 86, изготовленная из твердого немагнитного материала, такого как пластмасса, имеет закрытый конец, входящий внутрь отверстия второго выступа 84 торцевой крышки, образуя полость 85 между ними. Эта полость 85 частично определена выемкой 90 в обойме 86, которая принимает удаленный конец плунжера 68. Внутренний диаметр выемки 90 по существу согласуется с наружным диаметром плунжера 68, чтобы обеспечивать перемещение в осевом направлении плунжера при поддержании наружной поверхности плунжера на расстоянии от магнитопроницаемого колпачка 84. Третье О-образное кольцо 88 обеспечивает уплотнение между обоймой 86 и торцевой крышкой 80. Выпускное отверстие 87 обеспечивает канал для жидкости из полости 85 через обойму 86. Обойма 86 имеет направляющую трубку 92, которая выступает вниз за пределы открытой реборды 94 торцевой крышки 80. Сквозное отверстие 96 через направляющую трубку 92 имеет выпускное отверстие, обращенное к плунжеру 68, для обеспечения седла 98 управляющего клапана. Сальник 72 плунжера зацепляет это седло 98 управляющего клапана, когда соленоидный клапан 30 находится в закрытом состоянии, как будет описано ниже.

Поперек открытой реборды 94 обоймы 86 проходит диафрагма 100 из упругого материала, такого как резина, образуя между ними управляющую камеру 115, и удерживается ею на месте. Периферия диафрагмы 100 сжата между обоймой 86 и корпусом 102 клапана, которое навернуто на торцевую крышку 84. Диафрагма 100 имеет центральное сквозное отверстие 104, проходящее сквозь нее, а направляющая трубка 92 торцевой крышки плотно размещена в этом центральном сквозном отверстии. Центральный участок 106 диафрагмы 100 постоянно находится во впускном отверстии 114 внутри корпуса 102 клапана и имеет проходящее сквозь него выпускное сквозное отверстие 107. В закрытом состоянии соленоидного клапана 30 с автоматическим затвором центральная часть 106 диафрагмы 100 примыкает к седлу 108 основного клапана, образованному вокруг отверстия выпуска 110 из впускного отверстия 114 в трубку 42 выпускного наконечника. Давление воды во впускном отверстии 114 сообщается через выпускное сквозное отверстие 107 так, что давление в полости 85 позади диафрагмы 100 превышает давление в выпускном отверстии 110, таким образом сохраняя сквозное отверстие между впускным и выпускным отверстиями у седла 108 клапана закрытым.

В закрытом состоянии соленоидного клапана 30 плунжер 68 удерживается напротив седла 98 управляющего клапана у отверстия направляющей трубки 92 силой пружины 70 и любым имеющимся пневматическим или гидравлическим усилием, посредством чего сальник 72 плунжера закрывает это отверстие. Осевая магнитная сила, обеспечивающая притягивание плунжера 68 к постоянному магниту 62, определяется длиной изменяющегося зазора 67 магнитного потока между концентратором 58 потока и плунжером, а также магнитной индукцией в этом зазоре магнитного потока. Эта магнитная сила уменьшается при увеличении зазора магнитного потока 67 или уменьшении магнитной индукции. Конструкция плунжера 68, концентратора 58 потока и постоянного магнита 62 с увеличением длины этого зазора вызывает быстрое снижение магнитной индукции зазора. В закрытом положении плунжера 68 переменный зазор 67 магнитного потока достаточно большой для того, чтобы осевая магнитная сила, создаваемая постоянным магнитом 62, уменьшалась до минимума и не могла преодолевать силу пружины. Таким образом, при отсутствии электрического тока, проходящего по спирали 52, плунжер запирается в закрытом положении.

На пути магнитного потока между плунжером 68 и торцевой крышкой 80 существует по существу постоянный зазор 69 магнитного потока. Магнитный поток в этом зазоре создает на плунжере усилие в радиальном направлении, которое может вызывать нежелательное трение, затрудняющее перемещение в осевом направлении плунжера 68. Представленная конструкция снижает влияние этой фрикционной силы посредством поддержания смежного конца плунжера 68 на пластмассовой обойме 86. Эта опора удерживает плунжер близко к центру в зазоре 69 магнитного потока, что уменьшает до минимума усилие в радиальном направлении и обеспечивает низкое трение, слабый износ поверхности, по которой скользит плунжер. Посредством поддерживания плунжера пластмассовой бобиной 54 и пластмассовой обоймой 86 постоянный зазор 69 магнитного потока можно сделать сравнительно небольшим, что улучшает эффективность соленоидного исполнительного механизма 50 с автоматическим затвором.

Когда пользователь нажимает на верхний колпачок 20 узла 18 исполнительного механизма, схема 29 таймера активизируется и подает короткий импульс электрического тока в электромагнитную спираль 52. Продолжительность (например, 0,025 секунды) этого импульса является достаточно большой только для того, чтобы спираль 52 образовала дополнительное магнитное поле той же самой полярности, как постоянный магнит 62, который втягивает плунжер 68 дальше в высверленное отверстие 56 бобины спирали и от седла 98 управляющего клапана у отверстия направляющей трубки 92, как показано на фиг.3. Импульс тока является достаточно интенсивным, чтобы плунжер 68 ударился о концентратор 58 потока, вследствие чего ликвидируется зазор 67 магнитного потока на пути магнитного потока и, таким образом, увеличивается до максимума сила от постоянного магнита 62. Эта сила постоянного магнита достаточна сама по себе, чтобы преодолеть силу пружины 70 и удерживать плунжер на расстоянии от отверстия направляющей трубки 92. Другими словами, сила от постоянного магнита 62 теперь больше, чем сила пружины. Следовательно, плунжер запирается в открытом состоянии постоянным магнитом 62 на завершающем этапе электрического импульса от схемы 29 таймера, и в этот момент заканчивается магнитное поле, образованное спиралью 52.

Величина длины хода плунжера сохраняется сравнительно небольшой, чтобы минимизировать энергию, требуемую для перемещения плунжера между крайними положениями его движения. Эту длину хода плунжера регулируют путем перемещения полюсного выпускного наконечника 64 в высверленное отверстие 56 бобины и из него.

Когда плунжер 68 перемещается от седла 98 управляющего клапана, полость 85 обоймы открывается в направляющий канал 96, который связан с трубой 42 выпускного наконечника. Это понижает давление внутри полости 85 и внутри управляющей камеры 115 позади диафрагмы 100 через выпускное отверстие 87. При таком пониженном давлении давление внутри впускного отверстия 114 вынуждает диафрагму 100 отойти от седла 108 основного клапана, открывая канал между впускной трубой 40 и трубой 42 выпускного наконечника. Это позволяет воде проходить через клапан и наружу из аэратора 44.

Когда период открытого состояния клапана (например, три - одиннадцать секунд) истекает, схема 29 таймера автоматически посылает другой импульс электрического тока по спирали электромагнита 52 в направлении, противоположном первому импульсу тока, вследствие чего образуется магнитное поле противоположной полярности относительно поля постоянного магнита 62. Схема таймера также генерирует этот импульс, когда пользователь управляет выключателем 32, нажимая на верхний колпачок 20, когда открыт соленоидный клапан. Этот импульс образует электромагнитное поле, которое по существу исключает силу постоянного магнита, позволяя пружине выталкивать плунжер 68 из бобины 54 и к обойме 86, закрывая направляющий канал 96. Это перемещение также увеличивает переменный зазор 67 магнитного потока между концентратором 58 потока и плунжером, так что на завершающей стадии электрического импульса, когда прекращается электромагнитное поле, сила постоянного магнита уменьшается до величины, меньшей чем сила пружины. В результате пружина 70 поддерживает плунжер в закрытом состоянии.

В случае плунжера 68, уплотненного относительно седла 98 управляющего клапана у отверстия направляющей трубки 96, давление в управляющей камере 115 позади диафрагмы 100 становится больше, чем давление в выпускном отверстии 110. В результате этого перепада давления диафрагма 100 прижимается относительно седла 108 основного клапана, вследствие чего закрывается канал между впускной трубой 40 и трубой 42 выпускного наконечника. Диафрагма 100 поддерживается в таком положении до тех пор, пока давление не выровняется плунжером 68, который снова перемещается от седла 98 управляющего клапана. Поскольку плунжер 68 зацепляет жесткую обойму 86, чтобы закрыть направляющий канал, он не прикладывает усилие непосредственно к диафрагме 100. Это приводит к более плавной и мягкой работе диафрагмы.

Интервал времени, когда соленоидный клапан 30 удерживается в открытом положении схемой 29 таймера, пользователь может изменять. Каждый раз, когда аккумуляторную батарею 22 удаляют и заменяют, схему таймера переустанавливают и вводят режим программирования. В этом режиме пользователь удерживает верхний колпачок 20 нажатым в течение требуемого количества времени, при котором кран 10 должен оставаться в открытом состоянии. Когда пользователь отпускает верхний колпачок, схема 29 таймера сохраняет измерение этого количества времени и после этого использует фиксированное измерение в качестве периода поддержания соленоидного клапана открытым.