УНИТАЗ И СПОСОБ ОБМЫВА ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ЕГО ЧАШИ
TOILET AND METHOD FOR WASHING OF ITS BOWL INTERNAL SURFACE

Изобретение относится к санитарно-техническому оборудованию и может быть использовано в туалетах транспортных средств, например в туалетах железнодорожных вагонов.
Из описания изобретения к авторскому свидетельству СССР №290862, кл. В63В 29/14, опубл. 06.01.71 г. [1], известен унитаз, содержащий чашу и кольцевой коллектор, прикрепленный под верхним краем чаши. В коллекторе выполнены выпускные щели, снабженные козырьками, направляющими истекающие из щелей струи моющей жидкости тангенциально по отношению к стенкам чаши. Конструкция устройства [1] не получила широкого распространения вследствие небольшой скорости потоков моющей жидкости, что не позволяет обеспечить, особенно в нижней части чаши, качественного удаления со стенок осевших на них твердых частиц.
Из описания изобретения к патенту US 4404696, кл. Е03D 9/06, 11/06, опубл. 20.09.83 г. [2], известен унитаз, включающий чашу и сопла, прикрепленные под верхним краем чаши. Каждое сопло состоит из двух частей - головки, встроенной во внутреннюю стенку чаши, в которой имеется выпускная щель, и части, предназначенной для крепления сопла к стенке чаши и имеющей канал для подвода к выпускной щели моющей жидкости. Недостатком технического решения [2] является то, что сопла, создающие вертикально направленные, веерообразные струи моющей жидкости, не могут эффективно обрабатывать верхние участки внутренней поверхности чаши. Кроме того, принцип крепления каждого сопла к стенке чаши, основанный на обжатии сопла стенками отверстия, исключает возможность корректировки положения сопла относительно чаши.
Наиболее близким аналогом данного изобретения в части устройство можно принять известный из описания изобретения к заявке ЕР 1493874, кл. Е03D 11/02, опубл. 05.01.2005 г. [3] унитаз, включающий чашу и сопла, прикрепленные под верхним краем чаши. Каждое сопло состоит из двух частей: головки, расположенной на внутренней стенке чаши и выполненной в виде плоского диска, в котором имеется выпускная щель, и удлиненной части, предназначенной для крепления сопла к стенке чаши и для подсоединения его к трубопроводу, подводящему моющую жидкость, причем удлиненная часть каждого сопла имеет канал, сообщающийся с выпускной щелью. Боковые стенки выпускной щели образуют между собой угол, составляющий от 140 до 180°. При реализации технического решения [3] струи жидкости, истекающие широким веером из каждого сопла, могут обеспечить полное удаление твердых частиц со стенок чаши только при повышенном расходе моющей жидкости. Недостатком технического решения [3] является также и то, что, используя сопло конструкции, предложенной в заявке ЕР, нельзя осуществлять корректировку его положения относительно чаши.
Из описания изобретения к патенту США 3538518, кл. 4-317, опубл. 10.11.70 г. [4], известен способ обмыва внутренней поверхности чаши унитаза, включающий подачу под давлением сплошной струи моющей жидкости на внутреннюю поверхность чаши так, что поток жидкости направлен по винтовой линии. Такой характер потока определяется подачей моющей жидкости в смывной коллектор по касательной и наличием в этом коллекторе непрерывной кольцевой щели. Реализация способа [4] связана с повышенным расходом жидкости и, тем не менее, не может обеспечить эффективное удаление твердых частиц с участков стенок чаши, находящихся в ее нижней зоне, поскольку в этой зоне поток жидкости существенно теряет скорость.
Известен раскрытый в описании к авторскому свидетельству [1] способ обмыва внутренней поверхности чаши унитаза, который включает подачу отдельных струй моющей жидкости на внутреннюю поверхность чаши. Подача моющей жидкости в виде отдельных струй по сравнению с техническим решением [4] позволяет в некоторой мере сократить расход жидкости. Однако при реализации технического решения [1] вследствие наличия в коллекторе овальных отверстий с козырьками действие струй моющей жидкости может быть сконцентрировано лишь на относительно малых участках внутренней поверхности чаши, что отрицательно скажется на качестве смыва.
Известен способ обмыва внутренней поверхности чаши унитаза, защищенный авторским свидетельством СССР SU 1652473, кл. Е03D, опубл. 30.05.91 г. [5], включающий подачу тангенциально направленных струй моющей жидкости на внутреннюю поверхность чаши. С целью снижения расхода подаваемой на смыв жидкости в кольцевом коллекторе осуществляют разделение потока подаваемой жидкости на две части. Движение жидкости в чаше осуществляется по спирали. Однако в описании способа [5] не содержится конкретных указаний о том, под каким углом должны быть направлены струи моющей жидкости к поверхности чаши и какова форма этих струй. Это затрудняет эффективное использование способа. Поэтому способ [5] не получил на практике широкого распространения.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению в части способ является раскрытый в описании к патенту RU 2252169 С1, кл. В61D 35/00, опубл. 20.05.2005 г. [6], способ обмыва внутренней поверхности чаши унитаза, включающий подачу под давлением струй моющей жидкости на внутреннюю поверхность чаши так, что их оси наклонены к горизонтальной плоскости. Как и в рассмотренных выше способах, струи моющей жидкости образуют в чаше спиральный поток. Однако в описании изобретения не содержится сведений о форме струй и о том, под каким углом они должны быть направлены на внутреннюю поверхность чаши для достижения максимально эффективного смыва осевших твердых частиц при минимальном расходе моющей жидкости.
Технический результат настоящего изобретения - повышение качества обмыва чаши при экономии моющей жидкости за счет возможности регулирования направления и повышения интенсивности струй, подаваемых на внутреннюю поверхность чаши унитаза.
Указанный технический результат достигается в конструкции унитаза, включающего чашу и присоединенные к ней сопла, расположенные под верхним краем чаши, при этом каждое сопло состоит из двух частей - головки, которая выполнена в виде диска с выпускной щелью и предназначена для соединения с внутренней поверхностью чаши, и удлиненной части, которая имеет внутренний канал, сообщающийся с выпускной щелью головки, и предназначена для подсоединения сопла к трубопроводу, подводящему моющую жидкость, при этом боковые стенки выпускной щели образуют между собой угол ε, составляющий от 40 до 85°, ось симметрии выпускной щели сопла наклонена к горизонтальной плоскости под углом α, составляющим от 10 до 30°, а соединение каждого сопла с чашей выполнено с возможностью регулировочного поворота сопла относительно собственной оси и его фиксации относительно чаши в рабочем положении.
Предусмотрены следующие частные случаи выполнения изобретения в части устройство.
На удлиненной части каждого сопла выполнена соединительная резьба, на которую навинчена гайка.
Унитаз дополнительно снабжен комплектом шайб различной толщины, которые имеют плоскую или клиновидную форму и предназначены для установки между головкой сопла и внутренней поверхностью чаши, а также между наружной поверхностью чаши и гайкой.
Шайбы, составляющие упомянутый комплект, выполнены из упругого полимерного материала.
Указанный технический результат достигается в способе обмыва внутренней поверхности чаши унитаза, включающем подачу на внутреннюю поверхность чаши струй моющей жидкости, имеющих форму сплюснутых эллипсов, так, чтобы ось каждой струи была наклонена к горизонтальной плоскости под углом α величиной от 10 до 30°, а плоскость симметрии каждой струи наклонена под углом β величиной от 5 до 15° к плоскости, касательной к внутренней поверхности чаши в точке пересечения осью симметрии данной струи внутренней поверхности чаши.
Существо изобретения поясняется следующими чертежами.
Фиг.1 - общий вид устройства, аксонометрия.
Фиг.2 - устройство, вид сбоку, вертикальный разрез.
Фиг.3 - узел А на фиг.2, крепление сопла к чаше, масштаб увеличен.
Фиг.4 - то же, разрез по К-К на фиг.3.
Фиг.5 - шайбы для установки сопел а) плоская шайба, б) шайба клиновидной формы.
Фиг.6 - схема взаимодействия струи жидкости со стенкой чаши.
Обозначение позиций на чертежах следующее.
1 - сопло.
2 - чаша.
3 - головка сопла.
4 - выпускная щель сопла.
5 - удлиненная часть сопла.
6 - внутренний канал удлиненной части сопла.
7 - боковые стенки выпускной щели.
8 - соединительная резьба на удлиненной части сопла.
9 - гайка для крепления сопла к стенке чаши.
10 - шайбы для регулировки положения сопла относительно чаши.
Как показано на фиг.1 и 2 сопла 1 крепятся под верхним краем чаши 2 унитаза. Каждое сопло 1 имеет головку 3, расположенную на внутренней поверхности чаши 2 (см. фиг.3 и 4). Головка 3 выполнена в форме плоского диска и имеет выпускную щель 4. Заодно с головкой 3 выполнена вторая, удлиненная часть 5 сопла 1, в которой имеется канал 6, сообщающийся с выпускной щелью 4. Боковые стенки 7 выпускной щели 4 образуют между собой угол ε величиной от 40 до 85°. Удлиненная часть 5 сопла 1 предназначена для подвода к выпускной щели 4 моющей жидкости. На удлиненной части 5 каждого сопла 1 выполнена соединительная резьба 8, на которую навинчена гайка 9. Устройство дополнительно снабжено набором шайб 10 различной формы и толщины. Шайбы 10 выполнены плоской или клиновидной формы (см. фиг.5а и 5б, соответственно) и могут быть изготовлены из упругого полимерного материала. Выпускная щель 4 представляет узкий канал в сопле 1, имеющий в поперечном сечении прямоугольную форму. Канал имеет боковые (узкие) стенки и основные (широкие) стенки. Вдоль выпускной щели 4 можно провести ось симметрии и плоскость симметрии, последняя является плоскостью симметрии широких стенок выпускной щели.
1
2
При монтаже унитаза сопла 1 вставляют удлиненными частями 5 в специальные отверстия, выполненные под верхним краем чаши 2 унитаза, на концевых участках удлиненных частей 5 сопел 1 монтируют шайбы 10 и гайки 9. При этом каждое сопло 4 устанавливают так, чтобы ось симметрии выпускной щели 4 была наклонена к горизонтальной плоскости (к плоскости верхнего края чаши унитаза) под углом α, составляющим от 10 до 30°, а плоскость симметрии каждой струи наклонена под углом β величиной от 5 до 15° к плоскости М, являющейся касательной площадью к внутренней поверхности чаши в точке пересечения осью O-О симметрии данной щели внутренней поверхности чаши (см. фиг.6). Затем подсоединяют к соплам трубопроводы подачи моющей жидкости (показанные пунктирными линиями на фиг.1).
1
2
1
2
1
2
1
2
В процессе использования унитаза осуществляют подачу в сопла 1 моющей жидкости. Выполненные в виде щелей 4 выпускные отверстия сопел определяют форму истекающих из них струй. Каждая струя имеет форму сплюснутого конуса, т.е. конуса, имеющего в поперечном сечении форму вытянутого эллипса (см. фиг.6). Иными словами, направляющей кривой каждого такого конуса является эллипс. Отношение короткой оси этого эллипса к его длинной оси P-Р составляет от 1/5 до 1/10. Пренебрегая влиянием сил земного притяжения, можно принять, что ось струи совпадает с осью О-О симметрии выпускной щели 4, а плоскость симметрии струи совпадает с плоскостью симметрии выпускной щели (в плоскости симметрии струи на фиг.6 лежат прямые P-Р и O-О).
Перед началом эксплуатации устройства необходимо осуществить настройку всей системы. В процессе настройки производят контрольные смывы, при которых моющую жидкость подают под давлением через сопла 1 на внутреннюю поверхность чаши 2. При этом замечают, какие участки внутренней поверхности чаши 2 недостаточно обрабатываются струями моющей жидкости. Учитывая результаты контрольных смывов, осуществляют корректировку положения сопел 1 по отношению к чаше 2. Корректировку можно производить подбором и установкой шайб 10. Установка плоских шайб дает возможность регулировки расстояния от щели 4 до стенки чаши 2, а установка клиновидных шайб позволяет дополнительно регулировать угол наклона щели 4 к стенке чаши 2. Можно также изменять степень затяжки гаек 9. В последнем случае при использовании шайб 10, выполненных из полимерного материала, гайки 9 дополнительно к своей основной функции (фиксация сопла относительно чаши) выполняют функцию корректировки положения выпускной щели 4 чаши 2 унитаза, т.к. изменяя степень затяжки гаек 9, можно также влиять на положение сопла 4.
Были изготовлены опытный образец описанной выше конструкции унитаза, набор сопел с различными по величине углами ε между боковыми стенками 7 выпускных щелей 4 и комплект плоских и клиновидных шайб 10, имеющих различную толщину.
Эксперименты, проведенные на упомянутом опытном образце, показали, что при увеличении угла α более 30° существенно снижается эффект закручивания потока моющей жидкости в нижней части чаши. Часть потока моющей жидкости, не совершив даже одного витка (оборота) по внутренней поверхности чаши, уходит в сливную трубу унитаза. Вследствие этого качество обмыва существенно снижается. При уменьшении угла α менее 10° наблюдалось частичное разбрызгивание моющей жидкости из чаши наружу. Аналогичное разбрызгивание имело место при использовании сопел, у которых величина угла ε между боковыми стенками 7 выпускной щели 4 превышала 85°. В том случае, когда величина угла ε была менее 40°, на внутренней поверхности чаши оставались плохо очищенные участки. Серия опытов, проведенных с различными значениями угла β, показала, что уменьшение угла β до величин менее 5° приводит к перерасходу моющей жидкости, а увеличение угла β до значений более 15° сопровождается наличием неочищенных или плохо очищенных участков вследствие того, что в этом случае каждая из струй воздействует на относительно малый участок внутренней поверхности чаши. На фиг.6 заштрихованный овал относится к области действия струи жидкости на внутреннюю поверхность чаши.
С учетом результатов проведенных экспериментов была изготовлена пробная партия унитазов. Продолжительная эксплуатация этой партии в условиях железнодорожного транспорта с учетом приведенных выше рекомендаций показала хорошее качество смыва при экономии моющей жидкости до 15-20% по сравнению с известными аналогами.