ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО БЕСКОНТАКТНОГО ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЗМОМ СЛИВНОГО БАЧКА

Заявленное техническое решение относится к электромеханическим устройствам, осуществляющим дистанционное управление подачей воды из сливного бачка в унитаз санузла без приложения физических усилий, использование которого может осуществляться, в первую очередь, в общественных туалетах широким, часто неограниченным, кругом лиц.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство (патент РФ № 45413, E03D 5/00, опубл. 10.05.2005 Бюл. № 13), содержащее блок управления с процессорной платой, дистанционный датчик присутствия, электромеханический привод, элемент поднятия штока.
Недостатки прототипа: пониженные эксплуатационно-технические характеристики из-за:
1) наличия некомпактной (достаточно габаритной) круглой коробки, в которой расположены основные элементы управления устройством, закрепленной на крышке сливного бачка (вне корпуса) и выступающей над его поверхностью;
2) выполнения элементов управления сливом воды раздельными, т.е. блок управления и датчик присутствия выполнены каждый в своем корпусе;
3) наличие механической ручки, выполненной отдельно и выступающей сверху над плоскостью круглой коробки и активируемой поднятием вверх, мешает пользователю подносить ладонь руки к датчику присутствия;
4) повышенной вероятности повреждения круглой коробки сливного устройства множественными пользователями общественных туалетов, т.к. она значительно выступает над поверхностью сливного бачка;
5) отсутствия в устройстве световой индикации для: информированности пользователя о работе сливного устройства; отображения различных режимов состояния сливного устройства; возможности управления режимами работы;
6) выполнения элемента управления штоком из металлической ленты, снижает компактность, гибкость и долговечность механизма поднятия штока, также возможно возникновение коррозии металлической ленты.
Технической проблемой, решаемой созданием нового устройства, является то, что современный человек при посещении общественных туалетов рискует получить целый ряд инфекций, включая короновирусную инфекцию (COVID-19), грипп, гепатит А, сальмонеллез, гельминтоз, вирусный конъюнктивит, дизентерию, лямблиоз и др., которые передаются через грязные руки (пальцы рук). Все это происходит потому, что управление работой сливного бачка в общественных местах происходит посредством приложения физического усилия на элемент конструкции сливного механизма, на котором обитают болезнетворные бактерии, способные жить даже до 48 часов. Поэтому использование предложенного электронного устройства с бесконтактным дистанционным пуском, устанавливаемого, как навесное оборудование на сливной бачок унитаза, позволит дистанционно, бесконтактно, приводить механизм сливного устройства в рабочее состояние, исключая передачу инфекционных болезней от больного человека к здоровому человеку, на борьбу с распространением которых государство тратит большие средства. Также необходимость физического давления на сливной механизм бачка унитаза при посещении детьми, инвалидами, пожилыми людьми санузлов общественных мест и в домашних условиях часто приводит к возникновению некоторых неудобств в связи с трудно осуществимой задачей. Для регулярной санитарно-технической обработки общественных санитарно-технических приборов в процессе эксплуатации требуется значительный расход водных и человеческих ресурсов.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является создание усовершенствование устройства с повышенными эксплуатационно- техническими характеристиками.
Технический результат достигается тем, что электронное устройство бесконтактного дистанционного управления механизмом сливного бачка, содержащее блок управления с процессорной платой, дистанционный датчик присутствия, электромеханический привод, элемент поднятия штока, причем блок управления с процессорной платой, содержащей дистанционный инфракрасный датчик присутствия и световую индикацию, светофильтр, расположенный над процессорной платой, толкатель, выполненный под блоком управления с процессорной платой, и упругий элемент, насаженный на толкатель, выполнены в едином модуле, расположенном вертикально в отверстии крышки сливного бачка, электромеханический привод с платой коммутации выполнен жестко закреплепленным к арматуре сливного бачка, а элемент поднятия штока выполнен в виде наматываемой на барабан нити из полиамида. При этом единый модуль своей нижней частью установлен с натягом в полиуретановую втулку, расположенную в верхней части арматуры сливного бачка. При этом устройство может быть выполнено с возможностью дистанционного управления сливом от ИК-команд, поступающих с внешних устройств.
Новыми существенными отличительными признаками заявляемого технического решения являются следующие признаки:
блок управления с процессорной платой, содержащей дистанционный инфракрасный датчик присутствия и световую индикацию, светофильтр, расположенный над процессорной платой, толкатель, выполненный под блоком управления с процессорной платой, и упругий элемент, насаженный на толкатель, выполнены в едином модуле;
единый модуль расположен вертикально в отверстии крышки сливного бачка;
электромеханический привод с платой коммутации выполнен жестко закрепленным к армюуре сливного бачка.
Совокупность новых существенных отличительных признаков наряду с известными из уровня техники признаками достаточна для решения указанной технической проблемы и получения обеспечиваемого полезной моделью технического результата - усовершенствования устройства с получением повышенных эксплуатационно- технических характеристик.
Сущность предлагаемой полезной модели, ее реализуемость и возможность промышленного применения иллюстрируются чертежами, где
на фиг. 1 - вид на устройство спереди;
на фиг. 2 - вид на устройство сверху;
на фиг. 3 - вид на устройство cзади;
на фиг. 4 - вид на устройство cлева.
На представленных чертежах имеются следующие обозначения:
1 - блок управления с процессорной платой;
2 - дистанционный инфракрасный датчик присутствия;
3 - световая индикация (светодиоды);
4 - светофильтр;
5 - толкатель;
6 - упругий элемент;
7 - единый модуль (корпус кнопки);
8 - крышка;
9 - сливной бачок унитаза;
10 - полиуретановая втулка;
11 - пластина крепления привода;
12 - электромеханический привод с платой коммутации;
13 - сливное отверстие;
14 - полиамидная нить;
15 - барабан;
16 - шток;
17 - «шляпка»;
18 - уплотнительное кольцо;
19 - труба перелива.
20 - арматура сливного бачка.
Электронное устройство бесконтактного дистанционного управления механизмом сливного бачка (далее-устройство), представленное на чертеже, содержит блок 1 (фиг. 1, 4) управления с процессорной платой, которая содержит дистанционный инфракрасный датчик 2 (фиг. 4) присутствия и световую (многоцветную) индикацию (светодиоды) 3, светофильтр 4 (фиг. 1, 2, 4), расположенный над процессорной платой, толкатель 5 (фиг. 1, 4) трехступенчатой цилиндрической формы, расположенный под блоком 1 управления с процессорной платой, упругий элемент 6, насаженный на толкатель 5, выполнены в едином модуле (корпусе кнопки) 7 (фиг. 1, 3, 4) управления сливом воды в унитаз, т.е. все указанные элементы выполнены встроенными в единый модуль 7 (корпус кнопки).
Светофильтр 4 (фиг. 1, 2, 4) представляет собой две пластины, выполненные из молочно-белого и инфракрасного прозрачного акрила. Комбинация пластин светофильтра 4 предназначена для рассеивания света, поступающего от светодиодов световой индикации 3 (фиг. 4) и беспрепятственного проникновения инфракрасного излучения к дистанционному инфракрасному датчику 2 присутствия.
Упругий элемент 6 (фиг. 1, 4) выполнен в виде пружины, расположенной внутри единого модуля 7 (фиг. 1, 3, 4), предназначен для возврата толкателя 5 (фиг. 1, 4) в исходное положение при физическом воздействии на светофильтр 4 (фиг. 1, 2, 4).
Единый модуль 7 (фиг. 1, 3, 4), корпус которого выполнен из пластмассы, расположен вертикально в отверстии крышки 8 (фиг. 1, 2, 3, 4) сливного бачка 9 (фиг. 1) и установлен своей нижней частью с натягом в полиуретановую втулку 10 (фиг. 3, 4), находящуюся в верхней части арматуры 20 (фиг. 1, 3) сливного (керамического) бачка 9 (фиг. 1).
Внутри корпуса сливного бачка 9 расположена арматура 20 (фиг. 1, 3) и электромеханический привод (двигатель с редуктором) 12 (фиг. 3, 4) с платой коммутации. Электромеханический привод 12 с платой коммутации жестко закреплен к пластине 11 (фиг. 1, 2, 3, 4), прикрепленной к арматуре 20 (фиг. 3, 4) сливного бачка 9 (фиг. 1).
Электромеханический привод 12 (фиг. 3, 4) предназначен для открытия и закрытия сливного отверстия 13 (фиг. 1) сливного бачка 9 унитаза. Электромеханический привод (двигатель с редуктором) 12 (фиг. 3, 4) с платой коммутации выполнены в брызгозащищенном исполнении.
Пластина 11 (фиг. 1, 2, 3, 4) крепления привода расположена под единым модулем 7 (фиг. 1, 3, 4) - в верхней части арматуры 20 (фиг. 1, 3) сливного бачка 9 (фиг. 1).
Тонкая нить 14 (фиг. 1, 2, 4) из полиамида, наматываемая на барабан 15 (фиг. 3, 4), является элементом поднятия (функция поднятия) штока 16 механизма арматуры 20 (фиг. 1, 3) сливного бачка 9 (фиг. 1).
Единый модуль 7 (фиг. 1, 3, 4) имеет невысокую скругленную «шляпку» 17 (фиг. 1, 2, 3, 4), которая в собранном состоянии устройства (при его эксплуатации) расположена над поверхностью крышки 8 сливного бачка 9 (фиг. 1) унитаза.
Устройство работает следующим образом. В начальный момент времени устройство находится в дежурном режиме («режиме ожидания») и сливное отверстие 13 закрыто. Дистанционное управление предложенным устройством начинает осуществляться при поднесении ладони руки человека или любого светоотражающего предмета на расстояние в пределах, например, 10 см к дистанционному инфракрасному датчику 2 (фиг. 4) присутствия, выполненному на процессорной плате блока управления 1 (фиг. 1, 4). Блок 1 управления подает напряжение на электромеханический привод (двигатель с редуктором) 12 (фиг. 3, 4) такой полярности, чтобы вал (на фигуре не показан) барабана 15 электромеханического привода 12 вращался в сторону намотки полиамидной нити 14 (фиг. 1, 2, 4). Наматываясь на барабан 15 (фиг.3,4), полиамидная нить 14 (фиг.1,2,4) поднимает шток 16 (фиг.3,4) вверх, который через соответствующие конструктивные элементы сливного механизма приподнимает уплотнительное кольцо 18 (фиг. 1, 3, 4) вверх, тем самым, открывая сливное отверстие 13 (фиг. 1), что обеспечивает слив воды из сливного бачка 9 (фиг. 1) в унитаз (на фигуре не показан). Уплотнительное кольцо 18 (фиг. 1, 3, 4) выполнено, например, из резины.
При поднесении руки или любого светоотражающего предмета над дистанционным инфракрасным датчиком 2 (фиг. 4) присутствия до одной секунды, включается режим «малого слива» сливного бачка, длящийся в течение одной секунды. При этом световая индикация 3 отображает режим «малого слива» (последовательно включая светодиоды по часовой стрелке) голубым цветом на светофильтре 4 (фиг. 1, 2, 4). По истечении одной секунды (от момента активации), если в зоне дистанционного инфракрасного датчика 2 (фиг. 4) продолжает находиться рука человека или любой светоотражающий предмет, световая индикация 3 изменит голубой цвет на синий цвет и устройство перейдет в режим «большого слива», в котором уплотнительное кольцо 18 (фиг. 1, 3, 4) продолжает удерживать открытое состояние сливного отверстия 13 (фиг. 1) до полного опустошения сливного бачка 9. Время режимов работы и число оборотов электромеханического привода 12 (фиг. 3, 4) задается заложенной в процессорную плату программой. Как только ладонь руки будет удалена от дистанционного инфракрасного датчика 2 (фиг. 4), блок 1 (фиг. 1, 4) управления подаст на электромеханический привод (двигатель с редуктором) 12 (фиг. 3, 4) напряжение такой полярности, при котором вал барабана 15 с полиамидной нитью 14 (фиг. 1, 2, 4) начнет разматываться, одновременно опуская шток 16 (фиг. 3, 4), который перемещаясь, опускает вниз уплотнительное кольцо 18 (фиг. 1, 3, 4), тем самым закрывая сливное отверстие 13 (фиг. 1). Если по истечении десяти секунд от момента активации отражающий предмет не будет убран из чувствительной зоны, то сливное отверстие 13 будет принудительно закрыто, а устройство перейдет в «аварийный» режим, при этом световая индикация 3 (фиг. 4) устройства будет светиться красными и зелеными вспышками.
Для перехода в «режим ожидания» необходимо убрать отражающий предмет из чувствительной зоны дистанционного инфракрасного датчика 2 присутствия.
Уровень воды в сливном бачке регулируют поплавком (на фигуре не показан) устройства, при этом максимально-допустимый уровень воды в сливном бачке 9 (фиг. 1) не должен превышать уровень верхнего торца трубы 19 (фиг. 1, 3, 4) перелива.
При отсутствии электропитания предложенное устройство может работать в ручном (механическом, контактном) режиме. В этом случае для слива воды нажимают на светофильтр 4 (фиг. 1, 2, 4) устройства до упора и отпускают его, при этом светофильтр 4 через толкатель 5 (фиг.1,4) воздействует на шток 16 (фиг. 3, 4), поднимая его, тем самым поднимается кольцо 18 (фиг. 1, 3, 4) уплотнительное, открывая сливное отверстие 13 (фиг. 1) и вода начинает поступать из сливного бачка 9 в унитаз. Пружина 6 (фиг. 1, 4) возвращает толкатель 5, когда на светофильтр 4 (фиг. 1, 2, 4) нажали пальцем руки. В этом случае светофильтр 4 выполняет роль нажимной кнопки.
Втулка 10 (фиг. 3, 4) предназначена для центровки посадочного места единого модуля 7 (фиг. 1, 3, 4) и отверстия (на фигуре не показано) в крышке бачка 9 (фиг. 1). Единый модуль 7 (фиг. 1, 3, 4) устанавливают с натягом в отверстие втулки 10 (фиг. 3, 4). Втулка 10 находится в верхней части сливного механизма 20 (фиг. 1, 3) бачка 9 (фиг. 1).
Предложенное устройство питается от постоянного напряжения, равного 3,5...5,5 В, обеспечивая электробезопасность потребителя при эксплуатации устройства. Блок питания (на фиг. не показан), имеющийся в комплекте изделия, подключают к ближайшему источнику напряжения 220 В, а при отсутствии электрической розетки в помещении - к лампе освещения.
Предложенное техническое решение адаптировано под конструкцию механического устройства (арматуру) сливного бачка 9 (фиг. 1), представленного на чертеже, который управляет подачей воды в унитаз.
Все необходимые для изготовления устройства комплектующие (составляющие элементы) являются стандартными и производятся современной промышленностью, что не вызывает затруднений при подборе элементно-технической комплектации объекта техники. Предложенное устройство является электробезопасным для пользователя в процессе эксплуатации.
В отличие от прототипа, где используется громоздкое устройство, устанавливаемое на крышку сливного бачка унитаза и содержащее отдельные элементы - блок управления, дистанционный датчик присутствия, электромеханический привод, элемент поднятия штока, механическую ручку, предложенное техническое решение является компактным устройством, элементы которого встроены в единый модуль с толкателем, а электромеханический привод с платой коммутации выполнен закрепленным к арматуре механизма сливного бачка, т.е. выполнены встраиваемыми в корпус сливного бачка унитаза, что повышает эксплуатационно-технические характеристики за счет достижения компактности, отсутствия выступающих частей, способствуя снижению вероятности повреждения устройства пользователями, в том числе множественными, в процессе эксплуатации.
В отличие от прототипа, в предложенном техническом решении механическая ручка управления сливом заменена на кнопку-светофильтр с упругим элементом, что повышает эксплуатационно-технические характеристики за счет компактности, герметичности, легкости управления сливным устройством (активация механизма слива воды осуществляется без касания поверхности кнопки), создавая удобства потребителю при использовании устройства.
В предложенном техническом решении используется многоцветная световая индикация (светодиоды выполнены на процессорной плате), визуализирующая процессы открытия и закрытия клапана (уплотнительного кольца) слива, режимы работы сливного устройства и его аварийные состояния, что повышает эксплуатационно-технические характеристики за счет информирования пользователя о режимах работы сливного бачка.
В отличие от прототипа, где в устройстве используется элемент управления штоком в виде металлической ленты, предложенном техническом решении в качестве элемента управления штоком используется полиамидная нить, что повышает эксплуатационно-технические характеристики за счет повышенной гибкости и долговечности нити, а также ее компактности при расположении на барабане электромеханического привода.
Использование в предложенном усовершенствованном устройстве режимов слива сливного бачка и отражающих эти режимы световых индикаций на кнопке-светофильтре способствует уменьшению расхода потребляемых водных и человеческих ресурсов в условиях эксплуатации общественных и частных туалетов с одновременным обеспечением санитарно-гигиенической безопасности современного человека/потребителя.
Предложенное техническое решение выполнено с возможностью поддержания внешнего управления посредством дистанционных ИК-команд, благодаря чему управление клапаном слива возможно управлять дистанционно от пульта управления, системы "умного дома" или других управляющих автоматических устройств.
Все составные части заявленного технического решения соединены между собой сборочными операциями, т.е. находятся в функционально-конструктивном единстве.
Осуществление предложенной полезной модели позволяет решить заявленную техническую проблему и обеспечить достижение заявленного технического результата.
Предложенное техническое решение, имеющее конструктивное единство, реализует общее функциональное назначение (функциональное единство).
В уровне техники не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленной полезной модели.
Заявитель апробировал предложенное устройство, что подтвердило его назначение, реализуемость и работоспособность, в связи с этим заявленная полезная модель соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость».