СПОСОБ ДОЗИРОВАНИЯ ЖИДКИХ ВЕЩЕСТВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ НА ЕГО ОСНОВЕ ДЛЯ ТУАЛЕТА
LIQUID SUBSTANCES DISPENSING METHOD AND DISPENSING DEVICE FOR TOILET ON BASIS OF THIS METHOD

Изобретения относятся к области дозирования веществ, в том числе для дозирования активных жидких веществ в бачке для унитаза. Внутренние поверхности унитаза в процессе эксплуатации подвержены загрязнению. Смыв водой не обеспечивает полное удаление его трудно смываемых остатков.
Поэтому применение активных жидких веществ для удаления остатков загрязнения путем растворения, нейтрализации, уничтожения микроорганизмов с последующим их удалением – это залог чистоты и должного санитарного состояния туалета. Компоненты жидких веществ могут предотвращать известковые отложения от используемой воды на контактирующих с ней поверхностях частей туалета.
Из уровня техники известны различные способы расположения дозирующих устройств в туалете. Одним из способов является расположение дозирующего устройства или его некоторой части в полости унитаза. Существенными недостатками указанных устройств являются: а) очищается только часть поверхности унитаза, расположенная под устройством, находящаяся в зоне взаимодействия очищающего вещества с водой; б) устройства или его отдельные части находятся в зоне контакта с продуктами метаболизма, другими смываемыми жидкими или твердыми отходами жизнедеятельности человека и подвержены загрязнению ими и необходима регулярная очистка наружних поверхностей частей устройств многоразового использования.
Размещение дозирующих устройств внутри бачка унитаза позволяет устранить вышеуказанные недостатки и способствует появлению дополнительного положительного эффекта в виде возможности очистки внутренней поверхности бачка для воды.
Аналогом предлагаемого изобретения является патент Франции FR 2808897.
В патенте предложено устройство, содержащее контейнер для хранения жидкого вещества, имеющее в своей нижней части горловину для выпуска жидкого вещества, выходящую в полость, внутри которой установлен подвижный сферический перекрывающий элемент, прикрепленный к поплавку, установленному таким образом, что он плавает на поверхности воды в смывном устройстве. Когда резервуар заполнен водой, поплавок через сферический перекрывающий элемент закрывает отверстие горловины, тем самым перекрывая выход очищающему веществу. И наоборот, когда смывное устройство срабатывает, то уровень воды в резервуаре смывного устройства снижается, вследствие чего сферический перекрывающий элемент позволяет веществу вытекать внутрь полости и при уровне воды, недостаточной для гидравлической связи с поплавком, перекрывает основание полости. Жидкое вещество поступает в полость и заполняет ее. Когда резервуар смывного устройства заполняется, поплавок поднимает сферический перекрывающий элемент, тем самым позволяя веществу, содержащемуся в полости внутри резервуара, вытекать, и через определенное время, когда уровень воды в последнем становится достаточным, сферический перекрывающий элемент перекрывает поток жидкого вещества. В данном изобретении использован способ, когда дозирование жидкого вещества производится во время выпуска воды из резервуара за время перемещения сферического элемента, прикрепленного к поплавку, от начала открытия отверстия горловины до перекрытия выпускного отверстия полости.
Недостаток этого способа и устройства на его основе состоит в том, что в промежуточном положении сферического перекрывающего элемента очищающее вещество не имеет препятствий для вытекания непосредственно из контейнера для хранения в резервуар смывного устройства как на фазах выпуска воды, так и набора воды в резервуар бачка. При этом количество очищающего вещества, поданного таким образом, зависит не только от объема полости дозирования, но и от времени нахождения сферического перекрывающего элемента в промежуточном положении. На время опорожнения и заполнения резервуара бачка влияют такие факторы, как давление воды в системе, особенности смывных устройств, заложенных изготовителями туалетов. На скорость истечения жидкого вещества влияют уровень (давление столба) вещества в контейнере, а также вязкость самого вещества.
Таким образом, данное изобретение не обеспечивает точность подачи жидкого вещества при каждом срабатывании смывного устройства.
Наиболее близким аналогом является дозирующее устройство по патенту Российской Федерации №2395648. Данное устройство для дозирования заданного количества жидкого очищающего вещества в резервуар смывного устройства туалета содержит дозирующую полость в нижней части контейнера для жидкого очищающего вещества, объем V которой близок к объему (V+v) подлежащего выдаче вещества. В фазе ожидания резервуар заполнен водой, выходное отверстие полости закрыто клапаном поплавка. Жидкое вещество через небольшое отверстие заполняет дозирующую полость. Когда смывное устройство срабатывает, уровень воды в резервуаре бачка снижается, вследствие чего поплавок, опускаясь, открывает клапан, позволяя веществу, содержащемуся в полости, вытекать в резервуар. Полный объем выпускаемого в воду вещества зависит от объема дозирующей полости V и относительно небольшого объема v жидкости, истекающей из контейнера непосредственно в резервуар через небольшое отверстие d=0,6 за время открытого состояния выпускного отверстия полости до закрытия его при наборе воды в резервуар бачка. Данное устройство содержит возможность изменения объема V добавлением дополнительных объемов к имеющейся полости для жидкого очищающего вещества. В устройстве использован способ дозирования жидкого вещества при наборе воды в резервуар бачка после закрытия выпускного отверстия дозирующей полости. Изменение объема дозируемого жидкого вещества осуществляется ступенчато.
Но и в данном устройстве не устранены полностью недостатки в обеспечении точности выдачи задаваемого объема жидкого вещества. Имеется небольшая непостоянная составляющая полного объема выпускаемого в воду жидкого вещества, которая будет зависеть от вязкости применяемых очищающих жидкостей. Даже при малом влиянии, в соответствии с утверждениями заявителя, времени открытого состояния выпускного отверстия полости на объем v, у маловязких, неконцентрированных жидкостей скорость истечения, соответственно, и объем v будет больше, чем у вязких, концентрированных. Другим недостатком является то, что при аварийных отключениях воды после использования туалета, из-за отсутствия воды в резервуаре поплавок опустится вместе с клапаном, открывая выпускное отверстие дозирующей полости. В результате произойдет неконтролируемое полное истечение жидкого вещества из контейнера. Еще одним недостатком является то, что выпуск жидкого вещества происходит во время спуска воды в унитаз. Потому выпускаемое вещество не успевает раствориться, перемешаться с водой. В результате часть поверхности унитаза не подвергается обработке веществом, некоторый нерастворенный объем вещества сливается в унитаз, не участвуя в обработке его поверхности. Изменение дозируемого объема V в процессе эксплуатации устройства производится ступенчато путем подключения к устройству дополнительных элементов. Это неудобно и связано с необходимостью демонтажа устройства из бачка для воды.
Целью настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков техники известного уровня предложением нового способа дозирования и устройства дозирования на его основе.
Предлагается способ дозирования жидких веществ, когда в резервуаре 13 с жидкостью размещен контейнер 1 для дозируемого жидкого вещества 12. Дозирование необходимого объема V производится в результате относительного, вертикального движения системы гидравлически взаимосвязанных поплавков 5, 6. Выпуск дозированного объема V жидкого вещества 12 выполняется путем его вытеснения из полости 8 поплавка 6 во время заполнения резервуара 13 жидкостью.
Реализация способа дозирования осуществляется в устройстве для дозирования заданного количества активных жидких веществ, содержащем фасонные стойки 9 контейнера 1, ориентирующие по вертикали ось системы из двух поплавков 5, 6, имеющих возможность возвратно-поступательного перемещения. Причем поплавок 5 расположен в полости 8 поплавка 6 и имеет с ним гидравлическую связь, элементом которой является жидкое вещество 12. Нижнее положение поплавка 6 фиксируется зацепами 10 и опорной поверхностью защелок 11. Система поплавков предназначена для формирования дозируемого объема V жидкого вещества 12 на фазе спуска воды в унитаз, закрытия канала 3 горловины 2 клапаном 4 и выпуска дозированного объема V жидкого вещества 12 в воду на фазе набора воды в резервуар 13.
Также предложено устройство, отличающееся от вышеуказанного тем, что оно содержит средство 20 с каналом 3 с возможностью вертикального, регулируемого возвратно-поступательного движения, закрепленное через резьбовое соединение с выпускной горловиной 2 для бесступенчатого регулирования объема V дозируемого жидкого вещества 12.
Второе устройство, отличающееся от вышеуказанных тем, что крышка 14 резервуара 13 имеет отверстие для закрепления контейнера 1, причем прокладка 15 может иметь параллельные плоскости или плоскости, сходящиеся под определенным углом для ориентации оси устройства по нормали к поверхности воды в резервуаре 13.
Третье устройство, отличающееся от вышеуказанных тем, что содержит траверсу, опирающуюся на торцевые поверхности противоположных стенок резервуара 13 с отверстием для закрепления контейнера 1.
Описание изобретения облегчается при помощи приложенных чертежей.
Фиг. 1 - вертикальный разрез устройства для реализации способа дозирования по предлагаемому изобретению с закреплением его на крышке резервуара бачка для воды.
Фиг. 2 - местный горизонтальный разрез системы из двух поплавков.
Фиг. 3 - вертикальный разрез устройства на момент перехода системы поплавков из статического состояния в динамическое.
Фиг. 4 - вертикальный разрез устройства на момент начала дозирования жидкого вещества.
Фиг. 5 - вертикальный разрез устройства на момент окончания формирования необходимого объема дозированного жидкого вещества.
Фиг. 6 - вариант крепления контейнера для жидкого вещества при помощи траверсы к боковым стенкам резервуара бачка для воды на вертикальном разрезе.
Фиг. 7 - вариант устройства, содержащего средство для бесступенчатого регулирования объема дозируемого жидкого вещества на вертикальном разрезе.
На фиг. 1-5 показано устройство для дозирования жидких веществ, в том числе отдельные моменты взаимодействия его частей или элементов.
Устройство для дозирования заданного количества активных жидких веществ по предлагаемому изобретением способу содержит фасонные стойки 9 контейнера 1, ориентирующие по вертикали ось системы из двух поплавков 5, 6, имеющих возможность возвратно-поступательного перемещения. Причем поплавок 5 расположен в полости 8 поплавка 6 и имеет с ним гидравлическую связь, элементом которой является жидкое вещество 12. Нижнее положение поплавка 6 фиксируется зацепами 10, выполненными на наружних поверхностях стоек 9 и опорной поверхности защелок 11, совмещенных со стенками полости. Система поплавков предназначена для формирования дозируемого объема V жидкого вещества 12 на фазе спуска воды в унитаз, закрытия канала 3 горловины 2 клапаном 4 и выпуска дозированного объема V жидкого вещества 12 в воду на фазе набора воды в резервуар 13.
Важно, нижнее положение поплавка 6, определяемое соединением зацеп - защелка, должно обеспечить прекращение истечения жидкого вещества из выпускного канала 3 клапаном 4 системы поплавков после выпуска необходимого объема V дозируемого вещества в полость 8 поплавка 6.
Устройство обеспечивает применение жидких веществ различной концентрации от маловязких до вязких. В процессе длительной эксплуатации возможно засыхание на поверхности поплавков вязких веществ в воздушной среде. Для предотвращения изменения масса-весовых, геометрических характеристик поплавков 5, 6 часть дозирующего устройства, в том числе система поплавков, в режиме ожидания срабатывания смывного устройства находятся в подтопленном положении. При этом вес крышки резервуара бачка для воды и контейнера с жидким веществом несопоставимо больше подъемной силы системы поплавков. Также это обеспечивает вписывание дозирующего устройства в ограниченное воздушное пространство между уровнем воды и крышкой резервуара бачка.
Углы наклона внутренней и внешней поверхностей крышки 14 резервуара 13 бачка к поверхности воды на месте монтажного отверстия для крепления контейнера 1 разных производителей могут быть разными. Для ориентации оси дозирующего устройства по нормали к поверхности воды и в зависимости от угла наклона поверхностей крышки прокладки 15 могут иметь параллельные плоскости или плоскости, сходящиеся под определенным углом.
Работа дозирующего устройства разъясняется в нижеследующем описании.
1
2
На фиг. 1 показано дозирующее устройство в фазе ожидания до очередного срабатывания механизма выпуска воды в унитаз. В этом состоянии вода в резервуаре 13 бачка находится на верхнем уровне В. Выталкивающими силами F и F подтопленных поплавков 5,6 канал 3 закрыт клапаном 4. При этом поплавок 6 находится в верхнем положении, входя в контакт опорной пяткой 7 с поверхностью поплавка 5. Жидкое вещество вытеснено из полости 8 поплавка 6 в резервуар и растворено в воде.
1
т1
т2
1
2
При срабатывании механизма выпуска воды уровень воды в резервуаре начинает опускаться. Поплавок 6 начинает выходить из подтопленного состояния, и момент времени (фиг. 3) при уровне воды B система поплавков 5, 6 пока находится в статическом состоянии, так как сумма сил тяжести F поплавка 5, F поплавка 6 с находящимся в его полости жидким веществом меньше суммы сил выталкивания F и F поплавков 5, 6. При данном уровне Ж жидкого вещества поплавок 5 находится в подтопленном состоянии.
2
1
2
При дальнейшем снижении уровня воды (фиг. 4) поплавок 6, находящийся в гидравлической взаимосвязи с уровнем воды, также продолжает опускаться. На момент времени при уровне воды В поплавок 5, находясь в гидравлической связи с поплавком 6, где элементом связи является жидкое вещество, выходит из подтопленного состояния. Жидкое вещество в полости поплавка 6 принимает уровень Ж. Высота уровня жидкости от нижней поверхности полости составляет Н, а расстояние между нижними поверхностями поплавка 5 и полости поплавка 6 равно h. Выталкивающая сила поплавка 5 обеспечивает закрытое состояние канала 3 клапаном 4.
2
2
1
1
2
1
2
2
I
I
I
I
I
I
Дальнейшее снижение уровня воды (фиг. 5) приводит к тому, что поплавок 6, опускаясь вместе с уровнем воды, принимает нижнее положение, зафиксированное контактом зацепов 10 стоек 9 с опорной поверхностью защелок 11. Поплавок 5, находящийся во взаимосвязи с поплавком 6, опускаясь, открывает канал 3. Жидкое вещество начинает изливаться в полость поплавка 6. Жидкое вещество, заполняя полость, принимает уровень Ж, при котором поплавок 5, поднявшийся вместе с уровнем жидкого вещества, клапаном 4 закрывает канал 3. Высота уровня жидкости от нижней поверхности полости составляет Н, а расстояние между нижними поверхностями поплавка 5 и полости поплавка 6 равняется h. Подъемная сила поплавка 5 для одной жидкости величина постоянная. Поэтому величины h и h, определяемые плавучестью поплавка для одной и той же жидкости, равны. Поэтому дозированное количество влитого в полость жидкого вещества определяется величиной (h-h). В полости поплавка находится дозированный объем жидкости V=S×(h-h);
где S - площадь поперечного сечения полости 8 поплавка 6.
После завершения выпуска воды в унитаз механизм выпуска закрывает выпускное отверстие резервуара и вода, поступающая из системы водоснабжения, начинает заполнять резервуар бачка. По мере заполнения вода на определенном уровне входит в гидравлическую связь с поплавком. При дальнейшем повышении уровня воды в резервуаре и соответствующим поднятием поплавка 6 поплавок 5 входит в полость поплавка 6 до контакта с опорной пяткой 7. Жидкое вещество вытесняется из полости в резервуар бачка с водой. После достижения водой уровня В прекращается подача воды в резервуар бачка. Механизм выпуска воды и дозирующее устройство готовы к очередному срабатыванию.
В настоящее время у большинства унитазов снятие крышки резервуара бачка для воды связано с демонтажем отдельных элементов крепления или управления механизма выпуска воды из резервуара. Поэтому крепление дозирующего устройства к крышке резервуара бачка предпочтительно, так как в процессе эксплуатации заливка жидкого вещества в контейнер предельно проста. Но в данном случае до начала выпуска изготовителями бачков унитазов с дополнительным отверстием для крепления дозирующего устройства существует необходимость выполнения этого отверстия в домашних условиях.
При использовании резервуаров бачка для воды, у которых крышка легко снимаема, предусмотрена возможность крепления дозирующего устройства к боковым стенкам резервуара с использованием траверсы (фиг. 6). Траверса 19 закрепляется неподвижным соединением к торцевым поверхностям боковых стенок резервуара 13 бачка и имеет отверстие для крепления гайкой 16 заливной горловины 18, закрываемой крышкой 17.
2
Предлагаемое дозирующее устройство позволяет регулирование объема V дозируемого жидкого вещества 12 (фиг. 7). Для этого выпускная горловина 2 содержит средство, представляющее собой винт 20 с каналом 3 для истечения жидкого вещества. В верхнем конце винта выполнены две перпендикулярные прорези для регулирования по вертикали через заливную горловину положения выходного отверстия канала 3 относительно системы поплавков 5, 6. В кольцевой проточке винта установлено уплотнительное кольцо 21. При изготовлении винта 20 из материалов с эластичными свойствами, обеспечивающими герметичность резьбового соединения с горловиной, уплотнительное кольцо не устанавливается. При ввинчивании или вывинчивании регулирующего средства уменьшается или увеличивается расстояние h между нижними поверхностями поплавка 5 и полости поплавка 6, пропорционально уменьшая или увеличивая объем дозируемого вещества. Регулирование обеспечивает возможность экономного расходования концентрированных жидких веществ.