Механизм управления питающим клапаном смывного бачка Советский патент 1992 года по МПК E03D1/00 

Ё

Изобретение относится к санитарной технике, а именно к смывным бачкам. Цель изобретения - повышение эффективности механизма управления за счет повышения надежности отмерз заданного объема воды и задержки открытия питающего клапана. Механизм управления питающим клапаном содержит корпус 1, вертикально-подвижную емкость 4, выполненную с поплавком 5 и снабженную клапаном 8 в1 ее нижней части, упор ограничения подъема емкости 14 и поплавок 3 питающего клапана 6, помещенный в емкости 4. Механизм снабжен кронштейном для поддержки клапана 8, упругим элементом 7 подпружинения клапана 8 и ограничителем степени деформации упругого элемента. Клапан 8 выполнен из упругого материала с кольцевым гофром. Упор ограничения высоты подъема емкости выполнен в виде втулки 14, а упругий элемент 7 в виде плоской пружины, расположенной соосно с клапаном 8. 3 з.п.ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к санитарной технике, а именно к смывным бачкам.

Целью изобретения является повышение эффективности за счет повышения надежности отмерз заданного объема воды и задержки открытия питающего клапана/

На фиг.1 - общий вид механизма в состоянии после заполнения бачка заданной дозой воды, в готовом для выполнения спуска положении; на фиг.2 - вид механизма в, плане, с условной частично удаленной верхней частью кронштейна - направляющей поддержки поплавка; на фиг.З - вид на положение подвижной емкости и поплавка в момент окончания частичного спуска, такое же положение оси имеют-и после вы пол)е- ния полного спуска; на фиг.4 - положение этих элементов при еще не полностью заполненном бачке, клапан подвижной емкости уже закрыт архимедовой силой ее поплавка; на фиг.5 - вид на положение этих

же элементов в момент достижения заданного объема дозы; на фиг.6 - вид тарелки клапана в разрезе; на фиг.7 - вид упругого элемента в разрезе; на фиг.8 - вид клапана в плане; на фиг.9 - вид упругого элемента в плане; на фиг.10 - вид поплавка в исполнении с открытой нижней частью, обеспечивающем простоту технологии; на фиг.11 - вид подвижной емкости с частичным разрезом расположение донных отверстий; на фиг.12 - вид кронштейна для поддержки поплавка вместе с упругими шайбами ограничения его хода; на фиг.13 - вид упругого элемента в случае выполнения его в виде цилиндрической пружины.

Механизм управления питающим клапаном смывного бачка содержит корпус 1, кронштейн 2 для поддержки поплавка 3, подвижную емкость 4 в которой размещены поплавок 5, питающего клапана 6 упругий элемент 7 и эластично податливый клапан 8.

О

о

СО

На кронштейне 2 для поддержки клапана выполнены два неглубоких паза под крепление пружинных шайб 9 и 10, ограничивающий перемещение емкости по направляющей. На стенке корпуса закреплен питающий клапан 6, кинематически связанный рычагом 11с поплавком 3. В дне емкости выполнено несколько отверстий 12 для выпуска воды и аксиально расположенная направляющая 13, в которой расположен кронштейн 2. Как стебель клапана 8, за одно целое с его тарелкой, выполнен упор 14 ограничения подъема емкости. Уровень воды при заполненном бачке показан позицией 15. В нижней части емкости выполнен круговой уступ с кромкой 16, контактирующей с клапаном 8. Позицией 17 показана, для большой наглядности, величина деформации пружины, вызываемой архимедовой силой поплавка емкости. Упругий элемент может быть выполнен и в виде цилиндрической пружины 18, как показано на фиг. 13. В этом случае упругая сила может передаваться на эластичный клапан 8 через диск 19, а ограничитель сжатия упругого элемента, в данном частном случае пружины 18 может быть выполнен в форме втулки 20. Поскольку данный механизм может применяться в смывных бачках любого вида, то для случая бачка с двойным спуском положение уровня воды после выполнения частичного спуска показано позиций 21.

Работает механизм управления питающим клапаном следующим образом. Когда процесс заполнения бачка только начинается, при этом безразлично, начинается оно в совсем пустом бачке или пустом наполовину, после частичного спуска, как показано на фиг.З, уровень воды еще не доходит до емкости и все звенья механизма занимают указанное положение. При этом подвижная емкость висит на конце кронштейна 2, удерживаемая шайбой 10, поплавок удерживается от скольжения вниз пружинной шайбой 9, упругий элемент плоская пружина 7 находится в свободном состояний и ее внешняя часть - обечайка, слегка соприкасается с эластичным клапаном 9. По мере наполнения уровень воды подходит к поплавку емкости и поднимает его пока кромка 16 уступа не коснется клапана и не начнет деформировать упругий элемент. В первый момент касания упругий элемент 7 еще не деформирован и расстояние между дном емкости и торцом упора 14 - ограничителя высоты подъёма емкости и определяет максимально возможную степень деформации упругого элемента - плоской пружины 7, Продолжая подниматься уровень воды начинает окружать поплавок емкости, а потом

и саму емкость, как показано на фиг.4, но клапан емкости будет закрыт уже суммарной силой, архимедовой силой самой емкости еще пустой, и силой ее поплавка. Эта

суммарная сила продолжает возрастать по мере наполнения бачка и постепенно деформирует упругий элемент 7 пока дно емкости не упрется в упор 14 ограничения ее подъема одновременно, таким образом, вы0 полняющим и функции ограничителя степени деформации упругого элемента, В таком деформированном виде упругий элемент показан на фиг.4, которая показывает, что лучи плоской пружины приняли наклонное

5 положение, деформируясь по закону балок с защемленным концом.В таком деформированном вместе с пружиной положении клапан остается и далее пока уровень воды не достигнет краев емкости и вода, перели0 ваясь через них, начнет заполнять емкость. Этот момент показан на фиг.5, поплавок на середине пути к закрытию питающего клапана. Таким образом, в первый момент заполнения емкости на клапан действует и

5 деформирует упругий элемент 7 суммарная архимедова сила емкости и ее поплавка, при этом торец упора 14 поджат ко дну емкости, а ее края находятся на жестко фиксированной высоте и точно определяют уровень вы-.

0 соты наполнения бачка. Однако, по мере заполнения емкости ее архимедова сила постепенно исчезает, а одной архимедовой си- лы поплавка оказывается уже недостаточным для преодоления упругой

5 силы плоской пружины 7 и удержания дна емкости поджатым к упору 14, поэтому упругий элемент, распрямляясь заставляет емкость соответственно опускаться, при этом края емкости оказываются уже ниже

0 уровня воды, находящейся в бачке, перелив воды через края емкости усиливается и ускоряется процесс заполнения емкости и . всплытия поплавка сразу и надежно закрывающего питающий клапан. Таким образом,

5 механизм обеспечивает точный отмер дозы краями емкости стабильно прижатой к жесткому упору и отмер можно считать законченным, когда вода начинает сливаться в емкость, а величина на которую емкость бу0 дет опущена упругим элементом теперь уже не имеет значения для точности дозирования, она определяет только скорость наполнения емкости.

После всплытия поплавка и закрытия

5 питающего клапана механизм приходит в свое исходное состояние готовности к выполнению повторного цикла, показанное на фиг.1, при котором упругий элемент 7 сде- формирован только усилием архимедовой силы поплавка 5 емкости, а поплавок 3 держит питающий клапан 6 закрытым будучи полностью погруженным в воду, используя полностью весь свой объем что является дополнительным преимуществом механизма. Повторный цикл может быть задан открытием выпускного клапана любого типа. При этом уровень воды в бачке начинает понижаться, однако в емкости уровень воды пока изменяться не будет и начнет понижаться только тогда, когда уровень воды в бачке опустится до поплавка емкости, когда поплавок емкости начнёт терять свою архимедову силу. Оставшийся без поджима клапан емкости начнет открываться и вода из нее ндчнет изливаться, соответственно будет опускаться поплавок питающего клапана, открывая его. Из приведенного выше описания,видно, что задержка открытия питающего клапана осуществляется на протяжении почти всего периода частичного спуска или полупериода выполнения полного спуска. Однако последнее нельзя считать недостатком системы, поскольку пользователь осуществляет полный спуск только один раз в сутки, а частичный 7-8 раз. Кроме того, в бачках с одинарным спуском задержка может быть выполнена и на весь период полного спуска за счет соответствующего удлинения поплавка и подвижной емкости.

Описанный процесс дозирования совершается просто и надежно,, однако при этом требуются определенные соотношения между усилиями, которые должны развивать отдельные звенья предложенного механизма, поэтому ниже приводится соответствующий небольшой расчет. Исходной величиной для него является объем поплавка питающего клапана, который должен создать на золотнике усилие превосходящее с достаточным запасом надежности усилие от давления воды на золотник при самом высоком давлении в питающей сети, причем механизм должен быть достаточно универсален, т.е. рассчитан на использование и в бачках с двойным спускрм, как более современных, в которых высота спускаемого объема в два раза меньше и емкость, с поплавком должна вписываться в эту относительно небольшую высоту. Поэтому необходимый объем поплавка достигается вариацией его диаметра при наибольшей высоте вписывающейся в высоту объема воды. К величине объема и габаритам подвижной емкости предъявляются следующие требования. Высота ее должна быть не меньше высоты поплавка плюс величина хода конца рычага питающего клапана, при этом должен быть использован весь объем поплавка, поэтому в положении клапана

закрыт весь поплавок должен оставаться ниже уровня воды. Внутренний диаметр емкости должен равняться объему поплавка плюс величина небольшого зазора, исключающая . касание поплавка и емкости. Все эти требования удовлетворяются при объеме емкости равном двум объемам поплавка. Далее необходимо определить требуемый объем поплавка емкости. В соответствии с

0 целью изобретения увеличения эффективности, в том числе за счет задержки открытия питающего клапана на его поплавок возлагается новая дополнительная функция, отсутствующая в прототипе, а именно

5 удержания питающего клапана закрытым пока уровень воды не понизится до образующей этого поплавка, закрепленного в нижней части емкости. Поплавок питающего клапана обеспечивает его закрытие будучи

0 окруженным водой, но при спуске, когда воды вокруг него уже нет, ему нужна дополнительная поддержка, компенсирующая утерянную им архимедову силу, для создания такой силы нужен второй поплавок та5 кого же объема. В качестве такого поплавка и используется поплавок емкости, поэтому его объем должен равняться объему поплавка питающего клапана. Правда, при этом должен быть компенсирован и вес во0 ды находящейся между стенками емкости и поплавком, но поскольку данный механизм позволяет выполнить этот зазор весьма небольшим, в первом приближении этим фактором можно пренебречь. Таким образом

5 можно считать соотношение объемов трех элементов механизма установленным, а именно объем поплавка емкости должен быть равен объему поплавка питающего клапана, объем самой емкости равен двум

0 объемам поплавка питающего клапана. Ясно, что таково же будет соотношение развиваемых ими архимедовых сил. Теперь только необходимо установить какое относительное усилие должен развивать упругий

5 элемент при его сжатии на величину заданную ограничителем степени его деформации. Эта относительная величина определяется двумя условиями. Первое это, что в момент, когда уровень воды поднялся

0 почти до краев емкости, она должна быть поджата к упору ограничения ее подъема, следовательно сила, развиваемая упругим элементом, должна быть меньше, чем сумма архимедовых сил емкости и ее поплавка.

5 Второе условие - когда емкость заполнится водой усилие деформации, развиваемое упругим элементом, должно преодолеть архимедову силу поплавка емкости и небольшой части емкости, оставшейся еще не заполненной опустить емкости вниз, дав возможность воде свободно перелиться через ее кромки и полностью заполнить емкость до верха. Эти условия свободно и полностью удовлетворяются, если усилие, развиваемое упругим элементом при заданной ограничителем величине, составит 1,5 усилия развиваемого поплавком емкости. Таким образом, если усилие, создаваемое архимедовой силой поплавка, принять за единицу - 1, то усилие развиваемое упругим элементом будет 1,5, а усилие самой емкости будет 2. В результате легко подсчитать, что емкость в момент заполнения, обозначая единицу силы Р, будет поджата к жесткому упору силой ЗР-2,,5Р, а после заполнения емкость будет опущена результирующим усилием равным 1,5Р-1,,5Р. Приведенные относительные соотношения сил показывают перепады действующих усилий составляют 50% архимедовой силы поплавка питающего клапана, поэтому допуски на величину деформации упругого элемента могут быть очень грубыми до ± 15- 20%. Это обеспечивает простоту и надежность конструкции, так и надежность в эксплуатации механизма.

Формула изобретения 1, Механизм управления питающим клапаном смывного бачка, включающий

// /5

0

5

0

5

вертикально-подвижную емкость с поплавком, выполненную с отверстием в днище и клапаном, кронштейна для поддержания клапана, упор для ограничения подъема емкости и размещенный в емкости поплавок питающего клапана, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет повышения надежности отмера заданного объема воды и задержки открытия питающего клапана, он снабжен связанным с клапаном емкости упругим элементом и размещенной в отверстии днища направляющей, в которой расположен кронштейн для поддержки клапана, выполненного из упругого материала с кольцевым гофром, а упор для ограничения подъема емкости выполнен в виде втулки.

со

о «э

CSi Г

фиг. 11

IB.

Фиг. /J