RU2461684C1 - Device of automatic flushing for toilet sink - Google Patents
Device of automatic flushing for toilet sink Download PDFInfo
- Publication number
- RU2461684C1 RU2461684C1 RU2011111368/13A RU2011111368A RU2461684C1 RU 2461684 C1 RU2461684 C1 RU 2461684C1 RU 2011111368/13 A RU2011111368/13 A RU 2011111368/13A RU 2011111368 A RU2011111368 A RU 2011111368A RU 2461684 C1 RU2461684 C1 RU 2461684C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- solenoid valve
- toilet
- storage vessel
- valve
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Sanitary Device For Flush Toilet (AREA)
Abstract
Description
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.The invention relates to sanitary equipment of residential and public buildings, namely to flushing devices for toilets, operating at elevated pressure close to the pressure of the water supply network.
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.).A toilet flush device is known that operates at elevated pressure, comprising an airtight storage vessel interconnected with a pressure source of water for storing water and air with an outlet pipe installed at the bottom, interconnected with a water outlet channel connected to the inlet of the toilet, while inside the storage vessel contains a valve that controls the volume of water for flushing, a flushing valve with a sealed cavity, to which water inlet and discharge pipes are connected, the main and additional valves, with a flush, an air suction jet pump and a non-return valve associated with it, the inlet and outlet of a valve regulating the volume of water to be flushed are connected to the outlet of the non-return valve and the water inlet pipe, respectively, the inputs of the main and additional valves controlling the flush are connected to the discharge pipe water, and the outputs of the main and additional valves that control the flush are connected to the water outlet (CN, WO / 2009/007840 A2,
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.The speed of water supply to the toilet by a known device by means of a main or additional valve controlling the flushing is maximum at the initial moment of flushing and gradually decreases due to a drop in pressure in the storage vessel, which does not provide a consistently high quality flush and sometimes leads to the need for repeated flushing.
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.The location of the outlet pipe at the bottom of the storage vessel makes it necessary to make a water outlet channel of considerable length and include a knee portion in it to change the direction of the flushing water flow from vertical in the initial part of the channel to horizontal at the entrance to the toilet. As a result, the hydraulic resistance of the exhaust channel increases, both due to the significant length of the channel and the presence of a knee portion in it, which leads to a decrease in the maximum rate of water supply to the toilet.
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.The known device is characterized by high structural complexity caused by the location inside the storage vessel of the flush valve with control and regulating means to it, as well as the air suction jet pump to compensate for air loss by an “air cushion” located in the upper part of the storage vessel, which requires the implementation of the housing storage vessel collapsible for maintenance of fittings located inside the storage vessel. In addition, the design of the housing of the storage vessel in order to avoid air loss from the "air cushion" is complicated by hermetic entries for the three buttons that control the operation of the flush valve. The location of the flush valve inside the volume of water makes it difficult to use an electric actuator to automate its control using a microcomputer, as a result of which the proposed design uses manual button control and regulation of the amount of water supplied to the toilet.
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.The closest analogue of the invention is a device ZY312D automatic drainage of water for the toilet (Device for automatic drainage of water in the toilet. User manual Kopfgescheit ZY 312/313. 2010, p.1-8), the Austrian company Kopfgescheit, consisting of an indirect solenoid valve actions with a floating locking element in the form of a rubber diaphragm for supplying water to the toilet, connected by one connecting part to a network source of pressurized water - a water pipe with a diameter of 1 1/4 inch, and another connecting part water connected to the channel supplying water for flushing to the toilet and made in the form of a pipe with a knee part, while the locking element of the valve is interconnected with the actuator actuator connected through a microcomputer with a sensor.
Известное устройство не обеспечивает достижения требуемого технического результата по следующим причинам.The known device does not provide the desired technical result for the following reasons.
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.The known device is characterized by simplicity and reliability, however, the direct connection of the solenoid valve to the network source of pressurized water limits the possibility of using the ZY312D device only in public places, such as public city toilets, station toilets, shopping malls, etc., i.e. where it is permissible to connect the solenoid valve directly to the water supply. In the accommodation, for example apartments, water flows from the vertical tubes, called "risers", a diameter of 1-1 1/4 inches associated with the main pipe diameter of at least 4 inches, disposed in the lower areas of buildings (e.g., the basement) and connected by means of a water meter to the street circuit of the city water supply. The internal water supply in the living room is arranged in such a way that the water taps (taps of mixers, sinks, washbasins, showers) are connected to the risers by pipes with a diameter of not more than 1/2 inch, and the toilet bowls by flexible pipes with a diameter of less than 1/2 inch. For flushing in the toilet, a water feed rate of about 2 liters per second is required. With a diameter of "risers" 1-1 1/4 inches, are used in residential buildings, is close to capacity "riser". Those. with the direct connection of a solenoid valve that consumes about 2 liters of water per second, at the time of its operation on the upper floors, relative to the location of such a device, water will not flow, which is unacceptable.
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.The use of a known device to ensure high-quality flushing with the required maximum water flow rate requires a significant flow of water (up to 12 liters). This is because the connection of the known device directly to the water supply leads to the entry of water into the bowl with constant maximum velocity throughout the flushing process, which provided a large plumbing pipe (1 1/4 inch) diameter. This flush mode is irrational, because generally accepted water consumption for flushing no more than 6-8 liters. The flushing process in the known device has a one-stage character: in the "open" position, the effective flow area of the passage of the solenoid valve passage is maximum and during the entire flushing process, the water flow rate has the greatest value, which leads to excessive water flow.
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.The indirect solenoid valve used in the device with a floating rubber diaphragm, due to the low inertia of the diaphragm, provides a high response speed of the solenoid valve. Since the water supply pulse during the transition of the solenoid valve from the “closed” position to the “open” position is rectangular, in order to avoid splashes during flushing, the device has a special unit to reduce the effective flow area of the valve passage channel and, thus, reduce the total feed rate water in the toilet, which complicates the device as a whole.
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.It should be noted in the known device and a significant limitation on the minimum pressure, ensuring its performance, of 0.3 MPa. The reason for this is, inter alia, the significant hydraulic resistance of the channel supplying water for flushing to the toilet in the form of a sufficiently long length of pipe, and, especially, the presence of a bend in it, as well as the steppedness of the relief of the internal surface of the passage of the indirect-acting solenoid valve. This limitation also does not allow the use of the known device in residential premises, where the pressure of the mains water supply can be significantly less, up to 0.1-0.15 MPa.
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.The basis of the invention is the task of improving the automatic flushing device for the toilet, in which by optimizing the structural elements, water consumption is reduced while maintaining a high maximum water flow rate and high-quality flushing with the expansion of the scope of possible use.
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.The technical result is that by reducing the water supply path from the water source under pressure to the toilet while reducing the hydraulic resistance of this path, it is possible to regulate the rate of water supply to the toilet depending on the flush time, providing a three-stage sequential flush while reducing the size of the valve.
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.The technical result is achieved by the fact that an automatic flushing device for a toilet containing an indirect-acting solenoid valve interconnected with a network water source under pressure with a floating shut-off element for supplying water to the toilet with two connecting parts, the shut-off element of which is interconnected with the actuator actuator connected via a microcomputer with a sensor, according to the invention further comprises a sealed storage vessel for water and air having a water inlet pipe, connected to the network source of pressurized water, and an outlet pipe located on its lateral surface, and an indirect solenoid valve made with a smooth relief of the inner surface of its passage channel and articulated by one connecting part to the outlet pipe of the storage vessel, the other connecting part of the valve is made for articulation with the inlet of the toilet bowl, while the storage vessel is made with an internal volume equal to (0.5-0.8) · 10 3 diameters in the cube of the maximum effective passage the cross section of the passage channel of the solenoid valve, and the locking element of the solenoid valve is interconnected with the actuator actuator with the possibility of changing the effective passage section of the passage channel of the solenoid valve from the "closed" to the "open" position along an exponential curve.
Целесообразно выполнение сосуда-накопителя в виде трехосного сфероида из нержавеющей стали, на наружную поверхность которого нанесено декоративно-защитное покрытие в виде пленки нитрида титана.It is advisable to make the storage vessel in the form of a triaxial stainless steel spheroid, on the outer surface of which a decorative protective coating is applied in the form of a titanium nitride film.
Целесообразно, чтобы патрубок напуска сосуда-накопителя был соединен с сетевым источником воды под давлением посредством клапана давления и обратного клапана.It is advisable that the inlet port of the storage vessel is connected to a network source of pressurized water through a pressure valve and a check valve.
Целесообразно выполнение исполнительного механизма привода соленоидного клапана в виде бистабильного соленоида или двух бистабильных соленоидов.It is advisable that the actuator actuator of the solenoid valve in the form of a bistable solenoid or two bistable solenoids.
Целесообразно, чтобы выполненная для сочленения с входным отверстием унитаза присоединительная часть соленоидного клапана была снабжена подвижным насадком с возможностью прикрытия ее отверстия.It is advisable that the connecting part of the solenoid valve made for articulation with the toilet inlet was provided with a movable nozzle with the possibility of covering its openings.
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.The change in the effective cross section of the passage channel of the solenoid valve, set by the microcomputer program, in combination with the pressure drop in the storage vessel during flushing, ensures the dependence of the rate of water supply to the toilet versus flush time according to the graph of the probability density function of normal distribution with an offset relative to the ordinate axis, which leads to a three-stage sequential flushing, including the preparatory, main and final stages. At the preparatory stage, the rate of water supply to the toilet is low (14-16% of the maximum speed), but this stage lasts about 40-50% of the total flush time. Long in time (3-4 seconds), the preparatory stage is necessary to overcome the adhesion of waste to the surface of the toilet bowl, since this process is quite inertial. Only after the waste has been removed from the surface of the toilet bowl and transported to its outlet, which is the entrance to the siphon, there is a need for a sharp increase in the water supply rate to push the waste through the siphon. The duration of this main stage is 1.5-2.0 seconds, but at this time the water flow rate reaches its maximum and the volume of water entering the toilet in the second stage is 40-50% of the total volume of water spent on flushing. The final stage lasting 2-3 seconds and with a water supply rate equal to 12-14% of the maximum is necessary for the control cleaning of the surface of the toilet bowl. A three-stage sequential flush provides a high flush quality, in which there is no need to repeat the flush operation, while the water flow rate is 3.5-4 liters.
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).The essence of the invention is illustrated by drawings, where figure 1 schematically shows a device for automatic flushing for the toilet; figure 2 is a longitudinal section of a solenoid valve of indirect action, the position is "closed"; figure 3 is the same, intermediate position, the throttle mode; figure 4 - the same position is "open"; figure 5 is a graph of the effective flow area of the passage channel of the solenoid valve on the flush time on an exponential curve; 6 is a graph of the dependence of the rate of water supply to the toilet versus flush time (a graph of the probability density function of a normal distribution with an offset relative to the ordinate axis).
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).The automatic flush device for the toilet (Fig. 1) contains a sealed
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.An outlet pipe 9 is located on the lateral surface of the
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.The solenoid valve (figure 2) contains a
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.The outlet opening of the
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.To seal the
Присоединительная часть 12 соленоидного клапана снабжена подвижным насадком 39, прикрепленным к корпусу 16 посредством подпружиненной оси 40.The connecting
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
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.In order to prepare for use of an automatic flushing device for a toilet bowl, a
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.Then, a check valve 4 and a
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.When water is supplied, its level in the storage vessel begins to increase, and the air initially contained in it is compressed until its pressure equals the pressure determined by the adjustment of
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.In this case, the
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.When a signal is received from the sensor sensor 15, the microcomputer 14 supplies a control signal to the solenoid 26 (Fig. 3), while the
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.The
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.Water from the
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).After a certain time from the microcomputer 14, according to the program laid down in it, the control signal is supplied to the solenoid 25 (Fig. 4), while the
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).Further, the process of supplying water to the toilet is determined only by the decreasing pressure in the
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».After a predetermined time from the start of flushing, for example 8 seconds, a closing signal is issued to the
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.To prevent splashing of flushing water when it enters the toilet, an effective cross-section of the channels draining the water from the above-
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.In the proposed device, the rate of water supply to the toilet from the flush time is determined by the hydraulic conductivity of the solenoid valve 10 and the volume of the
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.The ratio between the diameter of the inlet of the outlet chamber of the solenoid valve 10, which determines the maximum effective bore of the passage channel of the diaphragm valve, and the volume of the storage vessel were determined experimentally based on the required maximum speed of water supply and the experimentally found graph of the optimal speed of water supply to the toilet depending on the flush time . The implementation of the storage vessel with an internal volume equal to (0.5-0.8) · 10 3 diameters in the cube of the maximum effective section of the passage channel of the solenoid valve provides regulated regulation of the rate of water supply to the toilet depending on the flush time according to the schedule of the probability density function normal distribution with an offset relative to the ordinate axis with a maximum speed of about 2 l / s. Moreover, each portion of the water poured from the storage vessel takes out part of the air available in the vessel, which is compensated by the rarefaction that arises in the valve outlet chamber, which ensures stabilization of the “air cushion” volume at a certain level and does not require the use of an air suction pump.
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.Most preferred is the implementation of the storage vessel in the form of a triaxial spheroid. This shape of the storage vessel helps to stabilize the volume of the "air cushion", reducing the weight of the storage vessel from 12-14 kg in conventional storage vessels (tanks) to 1 kg, that is, to minimize the consumption of material for its manufacture with high production technology. The selected shape of the storage vessel and its implementation in stainless steel with a decorative protective coating in the form of a titanium nitride film applied to the outer surface meets high design requirements.
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.Using the proposed device, while maintaining the dimensions of the toilet bowl in the generally accepted range (total length not more than 650 mm), reduces the water supply path from the pressure source (storage vessel) to the toilet bowl, which ensures a decrease in the hydraulic resistance of this path such that even with a decrease in the connection the diameter of the
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.Thus, the use of the inventive device makes it possible to regulate the speed of water supply to the toilet depending on the flush time, which provides a three-stage sequential flush, which leads to a decrease in water consumption while maintaining a high maximum water flow rate and high-quality flush, expanding the scope of possible use.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011111368/13A RU2461684C1 (en) | 2011-03-17 | 2011-03-17 | Device of automatic flushing for toilet sink |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011111368/13A RU2461684C1 (en) | 2011-03-17 | 2011-03-17 | Device of automatic flushing for toilet sink |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2461684C1 true RU2461684C1 (en) | 2012-09-20 |
Family
ID=47077486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011111368/13A RU2461684C1 (en) | 2011-03-17 | 2011-03-17 | Device of automatic flushing for toilet sink |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2461684C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2569034C1 (en) * | 2014-09-02 | 2015-11-20 | Валерий Сергеевич Гурьянов | Flushing device for toilet |
| WO2016086246A1 (en) * | 2014-12-04 | 2016-06-09 | Walter Lorenz | Method for operating a vacuum toilet |
| CN108222156A (en) * | 2017-12-28 | 2018-06-29 | 厦门建霖健康家居股份有限公司 | A kind of low-pressure washing system with biswitch control |
| WO2019108094A3 (en) * | 2017-11-30 | 2019-07-25 | Дмитрий Николаевич ЧЕРВОНОВ | Plumbing device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1595043A1 (en) * | 1988-06-06 | 1991-05-15 | Предприятие П/Я В-8844 | Wash-out device with automatic liquid outlet |
| US5319809A (en) * | 1993-05-25 | 1994-06-14 | Testa Ernest J | Dual mode flush mechanism for toilets |
| US7552905B2 (en) * | 2003-02-28 | 2009-06-30 | Advanced Modern Technologies, Corp. | Automatic flush actuation apparatus |
-
2011
- 2011-03-17 RU RU2011111368/13A patent/RU2461684C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1595043A1 (en) * | 1988-06-06 | 1991-05-15 | Предприятие П/Я В-8844 | Wash-out device with automatic liquid outlet |
| US5319809A (en) * | 1993-05-25 | 1994-06-14 | Testa Ernest J | Dual mode flush mechanism for toilets |
| US7552905B2 (en) * | 2003-02-28 | 2009-06-30 | Advanced Modern Technologies, Corp. | Automatic flush actuation apparatus |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2569034C1 (en) * | 2014-09-02 | 2015-11-20 | Валерий Сергеевич Гурьянов | Flushing device for toilet |
| WO2016086246A1 (en) * | 2014-12-04 | 2016-06-09 | Walter Lorenz | Method for operating a vacuum toilet |
| WO2019108094A3 (en) * | 2017-11-30 | 2019-07-25 | Дмитрий Николаевич ЧЕРВОНОВ | Plumbing device |
| CN108222156A (en) * | 2017-12-28 | 2018-06-29 | 厦门建霖健康家居股份有限公司 | A kind of low-pressure washing system with biswitch control |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5970527A (en) | Pressurized water closet flushing system | |
| US6425148B1 (en) | Water-saving device for a toilet having a sink with a float-operated drain valve | |
| US6470505B1 (en) | Water efficient toilet | |
| RU2461684C1 (en) | Device of automatic flushing for toilet sink | |
| WO2012037853A1 (en) | Self-closing water saving device, method, and toilet | |
| CN110409575B (en) | Toilet flushing mechanism and flushing control method thereof | |
| WO2023115641A1 (en) | Cistern flushing apparatus that improves flushing capability and toilet having same | |
| CN215888469U (en) | Water tank flushing device for closestool | |
| KR20150046978A (en) | Auto flushing device for a toilet bowl in a type of flapper | |
| US3397408A (en) | Water closet | |
| US4993086A (en) | Emergency shut-off mechanism for flush tank | |
| US9151028B2 (en) | Flushing valve | |
| WO1999054562A1 (en) | Inlet valve | |
| KR101111980B1 (en) | Pressurized water cleaning and water-saving apparatus of flush toilet stool or urinal | |
| US20120227172A1 (en) | Water saver toilet control valves and methods | |
| US840613A (en) | Flushing-tank. | |
| US1750427A (en) | Flush tank | |
| JPH11510224A (en) | Valve device | |
| US5725197A (en) | Mains pressure flusher valve | |
| KR102309445B1 (en) | Variable Type Water Saving Closet Possible Separated Installation | |
| CN207499091U (en) | A kind of tap water secondary injection flusher and toilet seat | |
| EP0627034B1 (en) | Main pressure flusher valve | |
| JP2573817Y2 (en) | urinal | |
| CA2364306A1 (en) | A water efficient toilet | |
| GB2439784A (en) | Combined lavatory and washbasin unit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130318 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150210 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160318 |