МЕХАНИЧЕСКОЕ ПРОМЫВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО, РАБОТАЮЩЕЕ НА ПРИНЦИПЕ ДЕЙСТВИЯ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ
MECHANICAL WASHING DEVICE OPERATED ON GRAVITY PRINCIPLE

Область техники
Изобретение относится к механическому промывочному устройству, приводимому в действие силой тяжести, и, более конкретно, к автоматическому устройству с данным принципом действия, не требующему наличия источника энергии и позволяющему провести промывку посредством управляемого питающего клапана, подключенного к системе подачи воды под давлением. Такое устройство пригодно для применения в уриналах (называемых также писсуарами) или даже в унитазах, причем в особенности в моделях промывного типа.
Уровень техники
Во многих модификациях упомянутых выше уриналов, как правило, используется промывочная система, автоматически функционирующая на основе инфракрасного детектирования. Однако поскольку такая система может оказаться чувствительной к загрязнениям оптики и повреждениям, в ней возможны технические неполадки. Для устранения этой проблемы в уриналах применяют даже сложные радарные системы, более устойчивые по отношению к повреждениям; однако, такое техническое решение стоит довольно дорого. Недостаток любого из этих подходов заключается в том, что для них требуется внешний источник энергии, например электрический ток. Часто подача электрического тока в сырые помещения, такие как ванные комнаты и санузлы, затруднена, поскольку не всегда обеспечена надлежащая проводка. Переделка проводки с учетом техники безопасности для влажных внешних условий обычно представляет собой обременительную и дорогостоящую процедуру. В особых случаях (таких как дорожные стоянки или зоны отдыха на автострадах, санузлы на лесных дорожках, мобильные санузлы) в наличии имеется только вода, а электрический ток отсутствует. Главной проблемой для батареи аккумуляторов, подающей ток, является необходимость перезарядки таких батарей, сложность их установки и относительно короткий срок службы.
Таким образом, имеет место потребность в автоматическом промывочном устройстве, в особенности предназначенном для уриналов, не нуждающемся во внешнем источнике электрической или какой-то другой энергии, полностью автоматизированном и позволяющем обеспечить надежное функционирование.
Раскрытие изобретения
Было установлено, что вертикальное перемещение с преодолением усилия пружины, реализуемое за счет силы тяжести, обеспечивает приемлемое автоматическое воздействие, обеспечивающее срабатывание клапана подачи воды.
Краткое описание чертежей
Далее изобретение будет описано со ссылками на прилагаемые чертежи, из которых:
фиг.1 схематично иллюстрирует конструкцию одного из вариантов осуществления изобретения с показом ее главных компонентов,
фиг.2 на виде спереди иллюстрирует механическую передачу по изобретению в ее первом положении,
фиг.3 на виде спереди иллюстрирует механическую передачу по изобретению в ее втором положении,
фиг.4 иллюстрирует один из вариантов выполнения механической передачи по изобретению на виде сбоку,
фиг.5A-5I иллюстрируют стадии функционирования по одному из вариантов осуществления изобретения.
Осуществление изобретения
Конструкция одного из вариантов осуществления изобретения схематично показана на фиг.1. Датчик 1, чувствительный к весу (далее - датчик веса), содержит компонент 8, установленный с возможностью перемещаться по вертикали, преодолевая усилие пружины. Предпочтительно, чтобы компонент 8 состоял из предварительно сжатой пружины и направляемой части, перемещающейся по вертикальной траектории. Если в бачок Т датчика 1 попадает какое-то вещество, например жидкость, компонент 8 окажется под действием усилия, что вызовет смещение его выходного участка 6 у нижнего конца датчика 1 с последующим возвращением в свое исходное положение под воздействием пружинного механизма компонента 8. Этот возврат происходит вследствие того, что через отверстие (отверстия), выполненное (выполненные) в нижней части бачка, жидкость способна вытекать только медленно (существенно медленнее, чем скорость заполнения бачка). Ниже данный цикл именуется механическим рабочим актом. Через выходной участок 6 датчика 1 и сопрягающий (входной) узел 2 передачи смещение передается на храповой механизм 3 и далее на выходной участок 7 дополнительного (выходного) узла 4 передачи. Узлом 4 может быть простой стержень или рычаг, позволяющий храповому механизму 3 перемещаться только в одном направлении. Такой вариант можно реализовать посредством блокирующего компонента (не показан), помещенного внутри храпового механизма 3, и поперечных штифтов 12-15, установленных с возможностью контакта с концом сопрягающего узла 2 передачи со стороны, наиболее удаленной от выходного участка 6 датчика 1. В альтернативных вариантах осуществления предусмотрена возможность использовать кулачки, зубья и другие подобные средства. Кроме того, вместо двух пар контактных элементов на диске можно разместить несколько таких пар.
Храповые механизмы этого типа находят широкое применение. В данном случае храповой механизм 3 позволяет передать управляемому питающему клапану 5 подающего блока активирующее механическое перемещение, которое отвечает каждому второму механическому рабочему акту, активируемому узлом 2 передачи. Такое перемещение передается посредством выходного узла 4 передачи, отличающегося от сопрягающего узла 2 передачи. Различие заключается в том, что сопрягающий узел 2 передает на храповой механизм 3 каждый из механических рабочих актов, имеющих место на выходном участке 6 датчика 1, а узел 4 передает на клапан 5 только каждый второй из этих актов. Далее такая передача именуется активирующим механическим перемещением. Смысл его заключается в том, что когда некоторое количество материала (в особенности жидкого) попадает внутрь датчика 1, бачок Т датчика вместе с выходным участком 6 датчика смещается вертикально вниз, сжимая пружину. Вследствие этого через узлы 2 и 4 передачи активируется управляемый питающий клапан 5 подающего блока, и из системы подачи поступает заданное количество воды. Это количество таким же образом снова активирует датчик 1, но на этот раз без передачи активирующего перемещения на вход клапана 5 через узлы 2, 4 передачи и храповой механизм 3. Поэтому повторная промывка не происходит. Если по какой-то причине подача воды временно блокируется, второй цикл исключается, но это означает, что промывка не может быть произведена только из-за недостатка воды. Когда вода снова получает возможность поступать из системы подачи, обеспечивая тем самым перемещение датчика 1 вертикально вниз (т.е. когда уринал или санузел снова используется), управляемый питающий клапан подающего блока посредством узлов 2 и 4 передачи и храпового механизма 3 оказывается задействованным для новой промывки. Таким образом, когда давление воды восстанавливается, процесс запускается повторно, и устройство работает непрерывно. Если процесс прервался вследствие другой неисправности, его автоматизм после устранения неисправности восстанавливается таким же образом.
Как уже указывалось, управляемый питающий клапан 5 подающего блока подключен к системе подачи воды. Такой системой может быть коммунальное водоснабжение или локальная система, находящаяся под давлением. В альтернативном варианте система подачи воды может быть пассивной, например в виде высоко поднятого бака с водой, в который можно поместить количество промывной воды, достаточное для использования в течение долгого времени. В этом случае появляется возможность выполнить промывочное устройство независимым от электрической сети, а также от системы подачи воды. Следует отметить, что, применив отстойник или герметично закрытый бак, можно сделать устройство независимым от коммунальных служб и общей системы электроснабжения.
В одном из вариантов датчик 1 веса содержит бачок Т, в который поступает жидкость, например моча, испускаемая во время использования уринала. Такую жидкость можно отвести с небольшой скоростью, например, через маленькие расточенные отверстия или через клапан, так чтобы в нормальных условиях она собиралась в бачке Т датчика 1. В результате бачок Т перемещается вертикально вниз, сжимая пружину, входящую в комплект компонента 8. Для пружины выбрано надлежащее усилие предварительного напряжения, которое можно определить экспериментально. Механическое средство, связанное с пружиной, образует выходной участок 6. При его перемещении движение через узел 2 передачи передается на храповой механизм 3. Согласно варианту по фиг.2 узел 2 снабжен пластиной 11, установленной с возможностью поворота в одном направлении (вверх) вокруг оси 10. При таком повороте пластина наклоняется над ближайшим к ней штифтом 12, который параллелен осям 10 и 20. Штифты 12-15 симметрично установлены на диске 16 или между парой дисков 16 перпендикулярно их поверхностям, образуя храповой механизм 3. Во время механического рабочего акта, т.е. когда выходной участок 6 перемещается вниз, пластина 11 наклоняется над штифтом 12, возвращаясь затем в свое исходное положение ниже этого штифта, как это показано на фиг.3. В ходе второго цикла механического рабочего акта, когда выходной участок 6 перемещается вертикально вверх, пластина 11 не имеет возможности повернуться вокруг оси 10, так что данная конструкция образует храповой механизм 3, который под действием усилия, приложенного к штифту 12, поворачивает диск 16 на четверть полного оборота. Наличие пластины 11 и штифтов 12-15 гарантирует, что таким же образом выполняется каждый из механических рабочих актов. В данном примере это означает, что каждый раз диск поворачивается по часовой стрелке на четверть полного оборота.
Выходной узел 4, связанный с клапаном 5 подающего блока, снабженного вспомогательным клапаном 9, можно выполнить в виде передачи, которая приходит в контакт со штифтами на другой половине диска 16 (расположенной на фиг.2 справа). В данном случае пластина 11 блокируется только каждым вторым штифтом, например штифтами 13 и 15. Такой вариант можно реализовать, поместив узел 4 передачи на большем расстоянии от поверхности диска 16, чем пластину 11, и удлинив штифты 13 и 15 (т.е. увеличив расстояние от их концов до диска 16) по сравнению со штифтами 12 и 14, как это показано на фиг.4. В такой конструкции только каждый второй механический рабочий акт, переданный на выходной участок 6, передается механическим путем, на вход управляемого питающего клапана 5 подающего блока для его активации. Во время единичного активирования механического акта клапан 5 может для промывки подать воду в смывную трубу уринала через заданный отрезок времени или в заданном количестве. Предпочтительно, чтобы клапан 5 представлял собой клапан, описанный в международной патентной заявке WO 03/031850, которая подана заявителем настоящего изобретения и содержание которой включено в данное описание посредством ссылки на нее. Подача инициируется механическим воздействием, приложенным к штоку 19 клапана 5.
Предусмотрена возможность реализовать храповой механизм 3 и соответственно узлы 2, 4 передачи иначе, чем в описанном варианте осуществления. Приемлемым можно считать любое техническое решение, которое обеспечивает асимметричное управление, т.е. задает активирующее механическое перемещение для каждого второго механического рабочего акта. В другой концепции храповой механизм и узлы 2, 4 передачи образуют механический делитель на 2.
Из системы подачи воды под давлением ее количество, требуемое для промывки, подается посредством клапана 5 подающего блока в течение заданного периода времени. Это количество воды стекает в бачок Т через выходное отверстие 18 трубы 17. Используемое для промывки количество воды можно задать предварительно, регулируя клапан 5. Выходное отверстие 18 находится над бачком Т. Вода подается в бачок Т под воздействием давления в системе подачи.
Стадии функционирования согласно одному из типичных вариантов изобретения можно проследить на фиг.5A-5I.
На фиг.5А представлено исходное положение датчика 1 веса в комплекте с бачком Т, который механически сопряжен с управляющим штоком управляемого питающего клапана 5 подающего блока через сопрягающий узел 2, храповой механизм 3 и выходной узел 4. Как показано на фиг.2 и 3, в данный клапан введен вспомогательный клапан.
На фиг.5В представлена стадия, на которой в бачок Т поступает жидкость F, так что бачок опускается, вынуждая сопрягающий узел 2 передачи смещаться вертикально вниз. Концевая часть узла 2 при этом оказывается над одним из штифтов храпового механизма 3, как это показано на фиг.5С, возвращаясь после этого в свое исходное положение (см. фиг.5D).
На фиг.5Е показано, как собранная жидкость F покидает бачок Т через небольшое отверстие или небольшие отверстия, выполненное (выполненные) в его нижней части. Это происходит с меньшей скоростью, чем при наполнении бачка. Предусмотрена возможность изменять эффективный размер отверстия в зависимости от положения перемещающегося бачка Т. Например, когда он из своего нижнего положения перемещается вверх, функцию отверстия может выполнять раскрывающееся отверстие клапана.
Согласно фиг.5F расположенная под бачком Т пружина вынуждает его возвратиться в свое исходное положение.
На фиг.5G показано, что, возвращаясь, узел 2 передачи захватывается одним из штифтов храпового механизма 3, в результате чего данный механизм 3 поворачивается по часовой стрелке, а шток управляемого питающего клапана 5 подающего блока посредством узла 4 передачи начинает переводиться в открывающее положение.
На фиг.5Н показано, что клапан 5 открывается и подает воду в бачок Т в направлении, показанном стрелкой.
На фиг.5I показано, что исходное положение восстанавливается и по истечении заданного периода времени, т.е. после того, как используемая для промывки вода спущена, клапан 5 запирается.
На фиг.5А-5I проиллюстрирована половина периода рабочего цикла. Во время другой половины периода, пока храповой механизм 3 поворачивается на четверть полного оборота, узел 4 передачи не задействован. В данную половину периода вода, заполняя бачок Т, смещает его вниз таким же образом, как это показано на фиг.5А, 5В, но, в отличие от ситуации, представленной на фиг.5D, когда бачок опустошается, передачи движения через узел 4 не происходит (см. фиг.5G).
В данном варианте выполнения храпового механизма 3 во время выливания промывной воды конец выходного узла 4 передачи оказывается в зоне короткого штифта. Поскольку контакта между этими элементами не происходит, данный штифт оказывается не задействованным. Поэтому при выливании воды из бачка Т дополнительной промывки не происходит. Для писсуаров эта особенность является важным фактором.
Подобным же образом могут функционировать санузлы промывного типа, в которых предусмотрено наличие постоянного пространства для жидкости, а увеличение веса спускаемой жидкости запускает срабатывание системы, например выполнение механического рабочего акта. Естественно, такое увеличение веса может происходить за счет не только жидкости, но и других веществ. В этом случае механизм управления и функционирования может быть аналогичным датчиком веса, помещенным в постоянное пространство для жидкости, опорожнение которого происходит с задержкой. Предпочтительно, чтобы во время применения промывочного устройства по изобретению в санузлах промывного типа использовалась поплавковая конструкция, применяющаяся в обычных бачках для санузлов. В случае продолжительного повышения уровня жидкости такая конструкция гарантирует, что после достижения заданного уровня ее стандартный объем будет поддерживаться за счет относительно большого диаметра спускной трубы.
Для промывных унитазов приходится применять более сложные датчики 1 веса, нагружаемые не жидкостью, но сущность механизма может оставаться той же.
Предусмотрена возможность применять настоящее изобретение совместно и с другими системами, предназначенными для проведения промывки, например в специальных отстойниках и умывальных раковинах, или для промывания технологических емкостей после их использования в рамках химических производств.