устройство автоматического смыва для унитаза

Формула изобретения

1. Устройство автоматического смыва для унитаза, содержащее взаимосвязанный с сетевым источником воды под давлением соленоидный клапан непрямого действия с плавающим запорным элементом для подачи воды в унитаз с двумя присоединительными частями, запорный элемент которого взаимосвязан с исполнительным механизмом привода, связанным через микрокомпьютер с сенсорным датчиком, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит герметичный сосуд-накопитель воды и воздуха, имеющий патрубок напуска воды, соединяемый с сетевым источником воды под давлением, и расположенный на его боковой поверхности выпускной патрубок, а соленоидный клапан непрямого действия выполнен со сглаженным рельефом внутренней поверхности его пропускного канала и сочленен одной присоединительной частью с выпускным патрубком сосуда-накопителя, другая присоединительная часть клапана выполнена для сочленения с входным отверстием унитаза, при этом сосуд-накопитель выполнен внутренним объемом, равным (0,5-0,8)·10³ диаметра в кубе максимального эффективного проходного сечения пропускного канала соленоидного клапана, а запорный элемент соленоидного клапана взаимосвязан с исполнительным механизмом привода с возможностью изменения эффективного проходного сечения пропускного канала соленоидного клапана из положения «закрыто» в положение «открыто» по экспоненциальной кривой.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сосуд-накопитель выполнен в виде трехосного сфероида.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что патрубок напуска сосуда-накопителя соединен с сетевым источником воды под давлением посредством клапана давления и обратного клапана.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что исполнительный механизм привода соленоидного клапана выполнен в виде бистабильного соленоида или двух бистабильных соленоидов.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выполненная для сочленения с входным отверстием унитаза присоединительная часть соленоидного клапана снабжена подвижным насадком с возможностью прикрытия ее отверстия.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сосуд-накопитель выполнен из нержавеющей стали.

7. Устройство по любому из пп.п.1 и 6, отличающееся тем, что на наружную поверхность сосуда-накопителя нанесено декоративно-защитное покрытие в виде пленки нитрида титана.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к санитарно-техническому оборудованию жилых и общественных зданий, а именно к смывным устройствам для туалетов, работающим при повышенном давлении, близком к давлению водопроводной сети.

Известно устройство смыва для унитаза, работающее при повышенном давлении, содержащее взаимосвязанный с сетевым источником воды под давлением герметичный сосуд-накопитель для хранения воды и воздуха с установленным в дне выпускным патрубком, взаимосвязанным с каналом выпуска воды, соединяемым с входным отверстием унитаза, при этом внутри сосуда-накопителя расположены клапан, регулирующий объем воды на смыв, смывной клапан с герметичной полостью, к которой подведены трубки напуска и сброса воды, главный и дополнительный клапаны, управляющие смывом, струйный насос подсоса воздуха и связанный с ним обратный клапан, причем вход и выход клапана, регулирующего объем воды на смыв, связаны с выходом обратного клапана и трубкой напуска воды соответственно, входы главного и дополнительного клапанов, управляющих смывом, связаны с трубкой сброса воды, а выходы главного и дополнительного клапанов, управляющих смывом, подсоединены к каналу выпуска воды (CN, WO/2009/007840 A2, кл. E03D 3/10, E03D 1/30, E03D 5/09, опубл. 15.01.2009 г.).

Скорость подачи воды в унитаз известным устройством посредством главного или дополнительного клапана, управляющих смывом, максимальна в начальный момент смыва и постепенно снижается вследствие падения давления в сосуде-накопителе, что не обеспечивает стабильно высокого качества смыва и приводит, порою, к необходимости повторного смыва.

Расположение выпускного патрубка в дне сосуда-накопителя приводит к необходимости выполнения канала выпуска воды значительной длины и включения в него коленной части для изменения направления смывающего потока воды с вертикального в начальной части канала на горизонтальный на входе в унитаз. В результате возрастает гидравлическое сопротивление канала выпуска как вследствие значительной длины канала, так и наличия в нем коленной части, что приводит к снижению максимальной скорости подачи воды в унитаз.

Известное устройство характеризуется высокой конструктивной сложностью, вызванной расположением внутри сосуда-накопителя смывного клапана с управляющими и регулирующими средствами к нему, а также струйного насоса подсоса воздуха для компенсации потерь воздуха «воздушной подушкой», находящейся в верхней части сосуда-накопителя, что требует выполнения корпуса сосуда-накопителя разборным для технического обслуживания находящейся внутри сосуда-накопителя арматуры. Кроме того, конструкция корпуса сосуда-накопителя во избежание потерь воздуха из «воздушной подушки» усложнена герметичными вводами для трех кнопок, управляющих работой смывного клапана. Расположение смывного клапана внутри объема воды затрудняет использование электропривода для автоматизации его управления с помощью микрокомпьютера, вследствие чего в предлагаемой конструкции используется ручное кнопочное управление и регулирование количества подаваемой в унитаз воды.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является устройство ZY312D автоматического слива воды для унитаза (Устройство для автоматического слива воды в унитазе. Руководство пользователя Kopfgescheit ZY 312/313. 2010 г., с.1-8), австрийской фирмы Kopfgescheit, состоящее из соленоидного клапана непрямого действия с плавающим запорным элементом в виде резиновой диафрагмы для подачи воды в унитаз, связанного одной присоединительной частью с сетевым источником воды под давлением - трубой водопровода диаметром 1¹/₄ дюйма, а другой присоединительной частью подключенного к каналу, подающему воду для смыва в унитаз и выполненному в виде трубы с коленной частью, при этом запорный элемент клапана взаимосвязан с исполнительным механизмом привода, связанным через микрокомпьютер с сенсорным датчиком.

Известное устройство не обеспечивает достижения требуемого технического результата по следующим причинам.

Известное устройство характеризуется простотой и надежностью, однако прямое присоединение соленоидного клапана к сетевому источнику воды под давлением ограничивает возможность использования устройства ZY312D только в местах общего пользования, таких как общественные городские туалеты, туалеты вокзалов, торговых комплексов и т.д., т.е. там, где допустимо подключение соленоидного клапана непосредственно к водопроводу. В жилые помещения, например квартиры, вода поступает от вертикальных труб, называемых «стояками», диаметром 1-1¹/₄ дюйма, связанных с магистральными трубами диаметром не менее 4 дюймов, расположенными в нижних помещениях зданий (например, в подвале), и подключенных с помощью водомерного пункта к уличной трассе городского водопровода. Внутренний водопровод в жилом помещении устроен таким образом, что водоразборные приспособления (краны смесителей, моек, умывальников, душа) присоединяются к «стоякам» трубами диаметром не более 1/2 дюйма, а унитазы - гибкими трубками диаметром менее 1/2 дюйма. Для смыва в унитазе необходима скорость подачи воды около 2-х литров в секунду. При диаметре «стояков» 1-1¹/ ₄ дюйма, используемых в жилых зданиях, это близко к пропускной способности «стояка». Т.е. при прямом присоединении соленоидного клапана, потребляющего около 2 литров воды в секунду, в момент его работы на верхние этажи, относительно расположения такого устройства, вода поступать не будет, что является недопустимым.

Использование известного устройства для обеспечения качественного смыва с необходимой максимальной скоростью подачи воды требует значительного расхода воды (до 12 литров). Это обусловлено тем, что подключение известного устройства напрямую к водопроводу приводит к поступлению в унитаз воды с постоянной максимальной скоростью в течение всего процесса смыва, что обеспечивается трубой водопровода большого (1¹/₄ дюйма) диаметра. Такой режим смыва нерационален, т.к. общепринятый расход воды на смыв не более 6-8 литров. Процесс смыва в известном устройстве имеет одностадийный характер: в положении «открыто» эффективное проходное сечение пропускного канала соленоидного клапана максимально и в течение всего процесса смыва скорость подачи воды имеет наибольшее значение, что приводит к избыточному расходу воды.

Используемый в устройстве соленоидный клапан непрямого действия с плавающей резиновой диафрагмой в связи с малой инерцией диафрагмы обеспечивает высокую скорость срабатывания соленоидного клапана. Поскольку импульс подачи воды при переходе соленоидного клапана из положения «закрыто» в положение «открыто» имеет прямоугольный характер, во избежание появления брызг при смыве в устройстве предусмотрен специальный узел для снижения эффективного проходного сечения пропускного канала клапана и, таким образом, уменьшения общей скорости подачи воды в унитаз, что усложняет устройство в целом.

Следует отметить в известном устройстве и существенное ограничение по минимальному давлению, обеспечивающему его работоспособность, составляющему 0,3 МПа. Причиной этого является, в том числе, значительное гидравлическое сопротивление канала, подающего воду для смыва в унитаз в виде достаточно длинного отрезка трубы, и, особенно, наличия в нем коленной части, а также ступенчатость рельефа внутренней поверхности пропускного канала соленоидного клапана непрямого действия. Это ограничение также не позволяет использовать известное устройство в жилых помещениях, где давление сетевого водопровода может быть существенно меньше, вплоть до 0,1-0,15 МПа.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства автоматического смыва для унитаза, в котором за счет оптимизации конструктивных элементов обеспечивается снижение расхода воды при сохранении высокой максимальной скорости подачи воды и качественного смыва с расширением сферы возможного использования.

Технический результат - за счет сокращения пути подачи воды от источника воды под давлением в унитаз при уменьшении гидравлического сопротивления этого пути обеспечивается возможность регламентированного регулирования скорости подачи воды в унитаз в зависимости от времени смыва, обеспечивающего трехстадийный последовательный смыв с одновременным уменьшением габарита клапана.

Технический результат достигается тем, что устройство автоматического смыва для унитаза, содержащее взаимосвязанный с сетевым источником воды под давлением соленоидный клапан непрямого действия с плавающим запорным элементом для подачи воды в унитаз с двумя присоединительными частями, запорный элемент которого взаимосвязан с исполнительным механизмом привода, связанным через микрокомпьютер с сенсорным датчиком, согласно изобретению дополнительно содержит герметичный сосуд-накопитель воды и воздуха, имеющий патрубок напуска воды, соединяемый с сетевым источником воды под давлением, и расположенный на его боковой поверхности выпускной патрубок, а соленоидный клапан непрямого действия выполнен со сглаженным рельефом внутренней поверхности его пропускного канала и сочленен одной присоединительной частью с выпускным патрубком сосуда-накопителя, другая присоединительная часть клапана выполнена для сочленения с входным отверстием унитаза, при этом сосуд-накопитель выполнен внутренним объемом, равным (0,5-0,8)·10³ диаметра в кубе максимального эффективного проходного сечения пропускного канала соленоидного клапана, а запорный элемент соленоидного клапана взаимосвязан с исполнительным механизмом привода с возможностью изменения эффективного проходного сечения пропускного канала соленоидного клапана из положения «закрыто» в положение «открыто» по экспоненциальной кривой.

Целесообразно выполнение сосуда-накопителя в виде трехосного сфероида из нержавеющей стали, на наружную поверхность которого нанесено декоративно-защитное покрытие в виде пленки нитрида титана.

Целесообразно, чтобы патрубок напуска сосуда-накопителя был соединен с сетевым источником воды под давлением посредством клапана давления и обратного клапана.

Целесообразно выполнение исполнительного механизма привода соленоидного клапана в виде бистабильного соленоида или двух бистабильных соленоидов.

Целесообразно, чтобы выполненная для сочленения с входным отверстием унитаза присоединительная часть соленоидного клапана была снабжена подвижным насадком с возможностью прикрытия ее отверстия.

Заданное программой микрокомпьютера изменение эффективного проходного сечения пропускного канала соленоидного клапана в сочетании с падением давления в сосуде-накопителе в процессе смыва обеспечивают зависимость скорости подачи воды в унитаз от времени смыва по графику функции плотности вероятности нормального распределения со смещением относительно оси ординат, что приводит к трехстадийному последовательному смыву, включающему подготовительную, основную и завершающую стадии. На подготовительной стадии скорость подачи воды в унитаз невысокая (14-16% от максимальной скорости), но эта стадия длится порядка 40-50% от всего времени смыва. Протяженная во времени (3-4 сек), подготовительная стадия необходима для преодоления адгезии отходов к поверхности чаши унитаза, поскольку процесс этот достаточно инерционный. Только после того, как отходы удалены с поверхности чаши унитаза и транспортированы к его выходному отверстию, являющемуся входом в сифон, возникает необходимость резкого увеличения скорости подачи воды для проталкивания отходов через сифон. Продолжительность этой основной стадии составляет 1,5-2,0 сек, но в это время скорость подачи воды достигает максимума и объем воды, поступающей в унитаз на второй стадии, составляет 40-50% всего объема воды, расходуемого на смыв. Завершающая стадия продолжительностью 2-3 сек и со скоростью подачи воды, равной 12-14% от максимальной, необходима для контрольной очистки поверхности чаши унитаза. Трехстадийный последовательный смыв обеспечивает высокое качество смыва, при котором необходимость повторения операции смыва отпадает, при этом расход воды составляет 3,5-4 л.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображено устройство автоматического смыва для унитаза; на фиг.2 - продольный разрез соленоидного клапана непрямого действия, положение «закрыто»; на фиг.3 - то же, промежуточное положение, режим дросселирования; на фиг.4 - то же, положение «открыто»; на фиг.5 - график зависимости эффективного проходного сечения пропускного канала соленоидного клапана от времени смыва по экспоненциальной кривой; на фиг.6 - график зависимости скорости подачи воды в унитаз от времени смыва (график функции плотности вероятности нормального распределения со смещением относительно оси ординат).

Устройство автоматического смыва для унитаза (фиг.1) содержит герметичный сосуд-накопитель 1 воды и воздуха, выполненный в виде трехосного сфероида, в частности эллипсоида вращения, из нержавеющей стали, на наружную поверхность которого нанесено декоративно-защитное покрытие в виде пленки нитрида титана. Сосуд-накопитель 1 снабжен кронштейном 2 для крепления к унитазу, а также патрубком 3 напуска воды, соединенным через обратный клапан 4 и клапан давления 5 с гибким трубопроводом 6, подключенным к вентилю 7 для подачи воды от сетевого источника воды под давлением (стояк водопровода).

На боковой поверхности сосуда-накопителя 1, обращенной в сторону унитаза 8, расположен выпускной патрубок 9. Устройство содержит соленоидный клапан 10 непрямого действия для подачи воды в унитаз с двумя цилиндрическими присоединительными частями 11 и 12. Присоединительная часть 11 резьбовым соединением сочленена с выпускным патрубком 9 сосуда-накопителя 1, а присоединительная часть 12, наружный диаметр которой меньше диаметра входного отверстия унитаза, сочленена с входным отверстием унитаза посредством резинового уплотнения. Соленоидный клапан 10 взаимосвязан своим запорным элементом с исполнительным механизмом 13 привода в виде двух бистабильных соленоидов, связанным через микрокомпьютер 14 с сенсорным датчиком 15.

Соленоидный клапан (фиг.2) содержит корпус 16, внутри которого расположен пропускной канал, образованный впускной камерой 17 и выпускной камерой 18. Внутренняя поверхность пропускного канала имеет сглаженный рельеф, который получен за счет выполнения сопряженных частей поверхности скругленными и размещения во впускной камере 17 направляющей лопатки 19. Лопатка 19 прикреплена к корпусу 16, например, посредством лазерного точечного сварного соединения.

Выходное отверстие впускной камеры 17 имеет вид кольца, внутреннее отверстие которого является входным отверстием 20 выпускной камеры 18. Входное отверстие 20 перекрыто запорным элементом в виде диафрагмы 21 с игольчатым отверстием 22.

Для герметизации диафрагмы 21 на корпусе 16 закреплена цилиндрическая крышка 23, образующая наддиафрагменную камеру 24, сообщающуюся с впускной камерой 17 через игольчатое отверстие 22. Сверху на крышке 23 закреплены два бистабильных соленоида 25 и 26. В верхней части крышки 23 выполнены каналы 27 и 28 сброса воды из наддиафрагменной камеры 24 и перепускные каналы 29 и 30, к которым подсоединены гибкие трубки 31 и 32, соответственно, для сброса воды из наддиафрагменной камеры 24 в выпускную камеру 18. В центральной части диафрагмы 21 размещена пружина 33, фиксирующая силиконовый подпятник 34, расположенный напротив входа канала 28 сброса воды. Для открытия и закрытия перепускного канала 29 сердечник 35 соленоида 25 снабжен силиконовым подпятником 36, а для открытия и закрытия перепускного канала 30 сердечник 37 соленоида 26 снабжен силиконовым подпятником 38.

Присоединительная часть 12 соленоидного клапана снабжена подвижным насадком 39, прикрепленным к корпусу 16 посредством подпружиненной оси 40.

Устройство работает следующим образом.

Для подготовки к использованию устройства автоматического смыва для унитаза сосуд-накопитель 1 с сочлененным с ним посредством выпускного патрубка 9 соленоидным клапаном 10 закрепляется на унитазе 8 с помощью кронштейна 2 (фиг.1). При этом соленоидный клапан 10 присоединительной частью 12 вставляется во входное отверстие унитаза 8 через резиновое уплотнение. Взаимосвязанные с соленоидным клапаном 10 микрокомпьютер 14 с сенсорным датчиком 15 размещаются на кронштейне 2.

Затем к патрубку 3 напуска воды в сосуд-накопитель 1 последовательно подключаются обратный клапан 4 и клапан давления 5. После этого к клапану давления 5 подсоединяется гибкий трубопровод 6, подключенный через вентиль 7 к «стояку» водопровода. При открытии вентиля 7 по гибкому трубопроводу 6 через клапан давления 5 и обратный клапан 4 в сосуд-накопитель 1 подается вода.

При подаче воды ее уровень в сосуде-накопителе начинает повышаться, а первоначально находившийся в нем воздух сжимается до тех пор, пока его давление не уравняется с давлением, определяемым регулировкой клапана давления 5. Клапан давления 5 регулируется так, чтобы давление в сосуде-накопителе 1 не превышало минимальное давление, которое может быть на входе распределительной сети в данном здании. Такое регулирование обеспечивает надежную работоспособность устройства автоматического смыва независимо от этажности расположения помещения, в которой оно установлено. Одновременно с подачей воды в сосуд-накопитель 1 вода поступает во впускную камеру 17 корпуса 16 соленоидного клапана (фиг.2). Через игольчатое отверстие 22 диафрагмы 21 водой начинает заполняться полость наддиафрагменной камеры 24, образованная диафрагмой 21 и внутренней поверхностью цилиндрической крышки 23.

При этом перепускные каналы 29 и 30 закрыты подпятниками 36 и 38 сердечников 35 и 37 соленоидов 25 и 26. Закрытие перепускных каналов 29 и 30 исключает их сообщение с каналами 27 и 28 сброса воды из наддиафрагмовой камеры 24. Постепенно давление воды, поступающей через игольчатое отверстие 22, прижимает диафрагму 21 к входному отверстию 20 выпускной камеры 18, обеспечивая герметизацию клапана 10 и готовность его к работе.

При поступлении сигнала от сенсорного датчика 15 микрокомпьютером 14 подается управляющий сигнал на соленоид 26 (фиг.3), при этом сердечник 37 втягивается совместно с подпятником 38, открывая перепускной канал 30. В результате возникает сообщение канала 28 сброса воды и перепускного канала 30. Поскольку общая пропускная способность канала 28 сброса воды и перепускного канала 30 значительно больше, чем пропускная способность игольчатого отверстия 22 в диафрагме 21, происходит сброс воды из наддиафрагменной камеры 24.

Диафрагма 21 под давлением воды во впускной камере 17 начинает постепенно подниматься, освобождая входное отверстие 20 выпускной камеры 18 (фиг.3). При этом возникает сообщение между впускной камерой 17 и выпускной камерой 18 по кольцевому каналу 41 и входному отверстию 20 с образованием сквозного пропускного канала, состоящего из впускной камеры 17, кольцевого канала 41, входного отверстия 20 и выпускной камеры 18. Эффективное проходное сечение пропускного канала в этот момент определяется сечением кольцевого канала 41, равного произведению высоты подъема диафрагмы 21 на длину окружности входного отверстия выпускной камеры 18 и существенно меньше площади входного отверстия 20.

Вода из впускной камеры 17 поступает по кольцевому каналу 41 и отверстию 20 в выпускную камеру 18 и далее подается в унитаз 8 на смыв. В процессе подъема диафрагмы 21 подпятник 34, закрепленный на пружине 33, начинает постепенно приближаться к входному отверстию канала 28 сброса воды, ограничивая доступ к этому каналу воды из наддиафрагменной камеры 24. В результате поток воды через каналы 28 и 30 уменьшается. Когда количество воды, проходящей из камеры 24 по каналам 28 и 30, сравняется с количеством воды, поступающей в камеру 24 через игольчатое отверстие 22, подъем диафрагмы прекратится, и она стабилизируется в промежуточном положении. Клапан 10 в этом случае работает в режиме дросселирования, т.е. в режиме частичного пропуска воды через него. При этом изменение эффективного проходного сечения пропускного канала клапана 10 происходит по экспоненциальной кривой I (фиг.5), обеспечивая реализацию подготовительной, I-ой стадии смыва (фиг.6). В процессе подготовительной стадии смыва выходящая из выпускной камеры 18 вода с помощью подвижного насадка 39, прикрепленного к корпусу 16 посредством подпружиненной оси 40, подается в унитаз широким веером, что приводит к широкому охвату поверхности чаши унитаза, обеспечивая качественный смыв.

Через определенное время от микрокомпьютера 14 согласно заложенной в нем программе управляющий сигнал поступает на соленоид 25 (фиг.4), при этом сердечник 35 втягивается и подпятник 36 открывает перепускной канал 29, обеспечивая сообщение канала 27 сброса воды с перепускным каналом 29. Начинающийся сброс воды через канал 27 приводит к тому, что диафрагма 21 поднимается полностью, занимая крайнее верхнее положение, сжимая при этом пружину 33 и закрывая подпятником 34 вход в канал сброса 28. В процессе подъема диафрагмы 21 в крайнее верхнее положение происходит изменение эффективного проходного сечения пропускного канала клапана 10 по экспоненциальной кривой II (фиг.5). Диафрагма 21, находясь в крайнем верхнем положении, обеспечивает максимальную площадь эффективного проходного сечения пропускного канала клапана 10, определяемого размером входного отверстия 20 выпускной камеры 18. При этом клапан 10 оказывается в положении «открыто» и начинается реализация основной II-ой стадии смыва (фиг.6).

Далее процесс подачи воды в унитаз определяется только спадающим давлением в сосуде-накопителе 1, поскольку клапан 10 постоянно находится в положении «открыто», обеспечивая реализацию завершающей III-ей стадии смыва (фиг.6).

Через заданное время с начала смыва, например 8 сек, микрокомпьютером на соленоиды 25 и 26 согласно заложенной программе выдается сигнал на закрытие, при этом сердечники 35 и 37 возвращаются в исходное состояние и подпятниками 36 и 38 перекрываются перепускные каналы 29 и 30. Через игольчатое отверстие 22 в диафрагме 21 водой заполняется наддиафрагменная камера 24, и под действием давления поступающей из сети воды диафрагма опускается и перекрывает отверстие 20 между впускной и выпускной камерами 17 и 18. Клапан возвращается в исходное положение «закрыто».

Для предотвращения разбрызгивания смывающей воды при поступлении ее в унитаз экспериментально подбиралось эффективное проходное сечение каналов, отводящих воду из наддиафрагменной камеры 24. Установлено, что в пределах рабочих давлений, при которых может использоваться предлагаемое устройство (0,1-0,8 МПа), эффективное проходное сечение каналов, отводящих воду из наддиафрагменной камеры (каналы 27, 28 сброса воды и перепускные каналы 29, 30), не должно превышать более чем в 2-5 раз эффективное проходное сечение игольчатого отверстия 22 диафрагмы 21. В таком случае нарастание скорости подачи воды в унитаз при открытии соленоидного клапана имеет экспоненциальный характер и разбрызгивание воды исключается.

В предлагаемом устройстве скорость подачи воды в унитаз от времени смыва определяется гидравлической проводимостью соленоидного клапана 10 и объемом сосуда-накопителя 1 и соответствует экспериментально определенной скорости подачи воды в унитаз от времени смыва по графику функции плотности вероятности нормального распределения со смещением относительно оси ординат (фиг.6). На I-ой, подготовительной, стадии клапан обеспечивает постоянную скорость подачи воды на уровне 14-16% от максимальной. За это время из сосуда-накопителя в унитаз будет подано примерно 30% всей воды, подаваемой на смыв (~1,2 л). При этом уже произойдет частичное падение давления в сосуде-накопителе. На II-ой стадии, несмотря на частичное падение давления в сосуде-накопителе, соленоидный клапан в положении «открыто» обеспечивает необходимую максимальную скорость подачи воды, около 2 л/сек. III-я стадия процесса смыва происходит при максимальном эффективном проходном сечении пропускного канала соленоидного клапана (положение «открыто») и определяется наибольшей гидравлической проводимостью соленоидного клапана и изменением давления в сосуде-накопителе вследствие истечения из него воды на смыв, определяемым его объемом.

Соотношение между диаметром входного отверстия выпускной камеры соленоидного клапана 10, определяющего максимальное эффективное проходное сечение пропускного канала диафрагмового клапана, и объемом сосуда-накопителя определялось экспериментально исходя из требуемой максимальной скорости подачи воды и экспериментально найденного графика оптимальной скорости подачи воды в унитаз в зависимости от времени смыва. Выполнение сосуда-накопителя внутренним объемом, равным (0,5-0,8)·10³ диаметра в кубе максимального эффективного сечения пропускного канала соленоидного клапана, обеспечивает регламентированное регулирование скорости подачи воды в унитаз в зависимости от времени смыва по графику функции плотности вероятности нормального распределения со смещением относительно оси ординат с максимальной скоростью около 2 л/сек. При этом каждая порция изливающейся из сосуда-накопителя воды выносит часть имевшегося в сосуде воздуха, которая компенсируется за счет разрежения, возникающего в выпускной камере клапана, что обеспечивает стабилизацию объема «воздушной подушки» на определенном уровне и не требует использования насоса подсоса воздуха.

Наиболее предпочтительным является выполнение сосуда-накопителя в виде трехосного сфероида. Такая форма сосуда-накопителя способствует стабилизации объема «воздушной подушки», снижению веса сосуда-накопителя с 12-14 кг в общепринятых сосудах-накопителях (бачках) до 1 кг, т.е минимизации расхода материала на его изготовление при высокой технологичности производства. Выбранная форма сосуда-накопителя и выполнение его из нержавеющей стали с нанесенным на наружную поверхность декоративно-защитным покрытием в виде пленки нитрида титана отвечает высоким дизайнерским требованиям.

Использование предлагаемого устройства при условии сохранения габаритов унитаза в общепринятом диапазоне (суммарная длина не более 650 мм) приводит к сокращению пути подачи воды от источника давления (сосуда-накопителя) до унитаза, что обеспечивает уменьшение гидравлического сопротивления этого пути такое, что даже при уменьшении присоединительного диаметра соленоидного клапана с 1¹/₄ дюйма до 1 дюйма обеспечивается максимальная скорость подачи воды в унитаз около 2 л/сек. Реализация предложенного трехстадийного процесса смыва, при котором максимальная скорость подачи воды в унитаз достигается не в начале процесса смыва, когда запасенное в сосуде-накопителе давление максимально, а в середине процесса смыва при некоторой потере давления, к тому же при сниженном сетевом минимальном давлении (0,15 МПа вместо 0,3 МПа), обеспечивается также увеличением гидравлической проводимости соленоидного клапана на участке от сосуда-накопителя до входа в унитаз. Установка соленоидного клапана со сглаженным рельефом внутренней поверхности пропускного канала, запорный элемент которого взаимосвязан с двумя бистабильными соленоидами, обеспечивает возможность работы в режиме дросселирования и удовлетворяет всем новым возникшим требованиям, несмотря на уменьшение присоединительного диаметра клапана с 1¹/₄ дюйма до 1 дюйма по сравнению с ближайшим аналогом с одновременным уменьшением его осевого габарита со 120 мм до 85 мм.

Таким образом, использование заявляемого устройства обеспечивает возможность регламентированного регулирования скорости подачи воды в унитаз в зависимости от времени смыва, обеспечивающего трехстадийный последовательный смыв, что приводит к снижению расхода воды при сохранении высокой максимальной скорости подачи воды и качественного смыва, с расширением сферы возможного использования.