В настоящее время смывные бачки напольных унитазов в подавляющем большинстве выпускаются с нижней подводкой воды. В меньшем количестве выпускаются смывные бачки с боковой подводкой. Наполнительная арматура имеет многообразие с точки зрения схемного и конструктивного исполнения. В данной статье рассматривается логический подход к созданию самой совершенной наполнительной арматуры противодавления, предназначенной только для смывных бачков с нижней подводкой воды. Она существенно отличается от предыдущих наполнительных арматур противодавления быстрым закрытием запорного клапана на последнем этапе наполнения смывного бачка.
За рубежом преимущественно и широко выпускается аналогичная наполнительная арматура, но с сервоуправлением. Запорный клапан такой арматуры управляется посредством микрогидроусилителя, который «рулит» запорным клапаном. Для работы гидроусилителя не нужно сравнительно большого поплавка, как у наполнительной арматуры противодавления, а также у него значительно короче рычаг, связывающий поплавок с прокладкой сервоклапана. Поэтому наполнительная арматура с сервоклапаном более компактна по сравнению с простой наполнительной арматурой противодавления, и закрытие её запорного клапана происходит очень быстро — почти с гидравлическим ударом. Последнее очень важно с точки зрения целостности рабочей поверхности седла. При быстром закрытии клапана рабочий зазор запорного клапана не заполняется твёрдыми механическими частицами загрязнений, всегда содержащимися в водопроводной воде. Поэтому рабочие поверхности клапана долго не разрушаются.
Однако у наполнительной арматуры с сервоуправлением имеются и некоторые проблемы. Они сводятся к следующему. Во-первых, жиклёры, участвующие в работе гидроусилителя, имеют очень малые размеры, соизмеримые с десятыми долями миллиметра, в которых могут застревать частицы твёрдых загрязнений и тем самым выводить клапан из строя. Поэтому там надо устанавливать фильтр тонкой очистки, требующий особого ухода в процессе эксплуатации, а если ставится фильтр грубой очистки — с ячейками бóльшими, чем жиклёры, но не требующий такого ухода, как фильтр тонкой очистки, то закупоривается жиклёр, и арматура выходит из строя. Например, запорный клапан может оказаться в открытом состоянии, потеряв при этом способность к управлению им.
Кроме того, у большинства арматур с сервоуправлением для смывных бачков с нижней подводкой запорный клапан выполняется не в области дна бачка, а в его верхней части, что затрудняет борьбу с шумом при наполнении бачка водой и существенно увеличивает сложность подвода воды к его запорному клапану. Последнее увеличивает стоимость арматуры и несколько усложняет процесс монтажа арматуры в смывной бачок и её регулировку.
В простейшей наполнительной арматуре противодавления никаких жиклёров, с высокой вероятностью способных полностью засориться, нет. Однако у неё есть другие, правда, не очень существенные недочёты. Простота наполнительной арматуры противодавления заключается в том, что она состоит из штуцера с соплом, заслонки, выполненной из эластичного материала, и жёстко связана с поплавком посредством рычага или штанги. Поэтому простейшая наполнительная арматура противодавления имеет сравнительно низкую стоимость, но значительно бóльшие габариты. Среди её недостатков следует отметить следующие.
Прежде всего, время закрытия запорного клапана простейшей наполнительной арматуры происходит иногда даже в течение почти одной минуты. Когда смывной бачок пустой, то поплавок наполнительной арматуры находится в крайнем нижнем положении. В это время запорный клапан полностью открыт, и расход через арматуру максимальный. По мере заполнения смывного бачка будет подниматься поплавок наполнительной арматуры, и расход воды, поступающей в бачок, будет постепенно уменьшаться по мере уменьшения рабочего зазора в запорном клапане. При этом будет уменьшаться и давление в камере К (рис. 1).
Рис. 1. Конструктивная схема одного из вариантов быстрозакрывающейся наполнительной арматуры противодавления для смывных бачков с нижней подводкой воды (1 — штуцер запорного клапана с соплом 2 и эластичной запорной прокладкой 3, совмещённой с диафрагмой чулочного типа; 4 — эластичное уплотнение отверстия в дне бачка 5; 6 — косая шайба; 7 — гайка крепёжная; 8 — фильтр грубой очистки воды, поступающей из водопроводной сети; 9 — крышка запорного клапана со штангой 10; 11 — толкатель эластичной прокладки 3; 12 — рычаг с осью 13 поворота рычага; 14 — тяга; 15 — поплавок; 16 — упор для ограничения хода малого плеча рычага 12; К — рабочая камера, Д — дросселирующие отверстия, Т — место опасного контакта поплавка 15 и штанги 4, из-за которого может зависать поплавок 15; 16 — упор для ограничения нижнего положения поплавка 15)
При определённых малых критических значениях зазора между торцом сопла и уплотняющей прокладкой начинают происходить явления, которые следует отнести к недостаткам простейшей наполнительной арматуры противодавления.
Одним из таких неприятных явлений является кавитация. Обычно она возникает в малых зазорах запорного органа при перепадах давлений на рабочем органе от 1,5 атм и выше. Кавитационные процессы опасны тем, что они разрушают рабочие поверхности как седла клапана, так и прокладки, что приводит к быстрой потере герметичности запорного органа. Кроме того, кавитация сопровождается характерным сильным шумом.
Другим неприятным явлением является скопление твёрдых механических загрязнений вокруг рабочей щели при очень малых зазорах между соплом и прокладкой. Эти частицы препятствуют быстрому перекрытию запорного клапана. Этот факт подтверждается отечественными стандартами, допускающими поступление воды из наполнительного клапана в смывной бачок в виде отдельных капель после закрытия наполнительной арматуры в течение не более 20 минут. Скопление твёрдых механических частиц в рабочем зазоре полностью закрытого запорного клапана деформирует эластичную прокладку и, конечно, способствует разрушению её рабочей поверхности.
Затянутый во времени процесс полного закрытия запорного клапана приводит к недоучёту потребляемой воды из-за нечувствительности водосчётчиков к малым расходам. В процессе каждого спуска воды при разном давлении в водопроводе недоучитывается от 0,5 до 1,0 л воды. Это одна из причин, по которой зарубежные производители наполнительной арматуры выпускают в основном арматуру с сервоуправлением, у которой недоучёт потребляемых объёмов воды минимальный.
Ещё один недостаток у большинства наполнительных арматур противодавления сводится к тому, что они, как правило, не обеспечивают требования ГОСТ 21485–2016 о недопустимости подсоса воды из смывного бачка в водопроводную сеть при падении в ней давления ниже атмосферного. Это объясняется тем, что в воздушной среде туалетных помещений могут быть различные болезнетворные организмы, которые попадают туда после спуска опорожнений. Эти болезнетворные организмы во время бурного спуска вместе с туманом и воздухом в чаше унитаза вытесняются объёмом воды, спускаемым из смывного бачка, и поднимаются вверх. Существуют даже рекомендации закрывать чашу унитаза штатной крышкой перед спуском воды, чтобы туман из чаши не попадал в воздух туалетного помещения. Эти рекомендации, к сожалению, не учитывают, что между ободом чаши унитаза, сидением и крышкой существуют крупные щели, которые не являются преградой для просачивания вытесняемого из чаши унитаза воздуха.
Несмотря на то, что в спускной арматуре, приведённой на рис. 1, была предусмотрена возможность недопустимости подсоса воздуха в водопроводную сеть, в некоторых первых образцах наполнительных арматур противодавления воздух из туалетного помещения всё-таки мог поступать в водопроводную сеть через недостаточно плотную посадку основания диафрагмы чулочного типа.
Автор данной статьи, как специалист в области санитарно-технических изделий и имеющий определённый и достаточный опыт в деле создания новых и высокоэффективных устройств гидроавтоматики, считает, что наполнительная арматура противодавления может обеспечить быстрое закрытие запорного клапана до герметичного состояния и не допустить подсоса воды из смывного бачка и воздуха из туалетного помещения в водопроводную сеть. Надо её только правильно спроектировать. Тогда отпадёт необходимость в такой неприятной перспективе, как воспроизводство зарубежных образцов.
Сейчас существует какое-то не очень понятное направление деятельности, связанное с так называемым импортозамещением, которое априори ограничивает конструктора в творческом подходе к проектированию. Если взять, например, процесс импортозамещения наполнительной арматуры, то её необходимо проектировать как наполнительную арматуру с сервоуправлением, поскольку за рубежом выпускают в основном только такие наполнительные арматуры. Однако изготовить её на российском оборудовании весьма сложно, особенно при массовом производстве, так как опыт изготовления этой арматуры подсказывает, что для её массового выпуска необходимы автоматические высокоточные станки, которые нужно создавать заново. Кроме того, опыт эксплуатации зарубежной наполнительной арматуры показал, что качество воды в отечественных водопроводах, в которых повсеместно используются стальные трубы, требует, чтобы фильтроэлементы были бы с более мелкими фильтрующими ячейками. Иначе наполнительная арматура, как показал опыт её эксплуатации, в старых домах иногда выходит из строя до истечения гарантийного срока. К сожалению, это приводит к увеличению габаритов фильтрующего воду устройства. В наполнительной арматуре противодавления, поскольку в ней можно использовать фильтры более грубой очистки, фильтроэлемент отлично размещается в штуцере наполнительной арматуры и не требует какого-то дополнительного места.
Опыт эксплуатации наполнительной арматуры противодавления со встроенными миниатюрными фильтроэлементами грубой очистки показал, что такая арматура в России работает без профилактического обслуживания сравнительно долго — по крайней мере, в несколько раз дольше, чем импортная наполнительная арматура с сервоуправлением. Поэтому автором было принято решение о создании наполнительной арматуры противодавления со сравнительно быстрым закрытием запорного органа. Описание и принцип действия этой новой арматуры будут изложены ниже, а пока хочется вернуться к вредной тенденции импортозамещения. Далее будут приведены ещё два характерных примера наиболее употребляемых в России сантехнических изделий, которые показывают, что импортозамещение не является панацеей, так как зарубежные изделия в основном не адаптированы к российским условиям эксплуатации, а большинство из них не отвечает полностью требованиям российских ГОСТов.
Поэтому необходимо не воспроизводить замещающие изделия, а создавать новые, более дешёвые конструкции, отвечающие требованиям отечественного потребителя, российских стандартов и условий эксплуатации, чтобы вытеснять с отечественного рынка импортные изделия, сравнительно дорогие и не всегда надёжно и долговременно работающие. Короче говоря, специалистам нашей страны следует переходить от импортозамещения к «импортовытеснению».
Отечественный рынок, например, завален шаровыми запорными кранами. Компактные и изящные изделия в открытом состоянии обладают незначительным гидравлическим сопротивлением протекающей воды. Кажется — так здорово! Однако это кажется только в первое время после их монтажа и ввода в эксплуатацию.
Обычно шаровые краны ставят также на вводах воды в квартиры или в линии подвода воды к унитазу, или к другим водоразборным устройствам. После этого об этих запорных кранах «забывают». Однако, когда через год-два требуется открыть или закрыть такой шаровой кран, то это не всегда удаётся сделать, так как рукоятка крана не проворачивается при приложении нормального усилия. Такое, к сожалению, часто происходит, в частности, у москвичей, хотя вода в городе Москве не очень жёсткая. Необходимо изловчиться и плавными силовыми движениями с увеличивающейся амплитудой заставить рукоятку поворачиваться на всё больший угол. Это позволяет шаровому крану избавиться от известковых наслоений, и кран снова может открываться и закрываться, как новый, если в нём не повредятся уплотняющие элементы или узлы сцепления рукоятки, штока и шара.
Это основной недостаток шаровых кранов. Поэтому их надо периодически, примерно раз в месяц, открывать и закрывать, чтобы избавить шар от солевых наростов, от которых ещё можно легко освободиться. Неужели найдётся такой потребитель, который в течение десятков лет раз в месяц будет проворачивать в целях профилактики шаровые краны в своей квартире? Если этого не делать пару-тройку лет, то в случае аварийной ситуации шаровой кран в гидролинии, из которой вдруг стала хлестать вода, оперативно закрыть не удастся, и соседи снизу вас не похвалят. Кроме того, если из строя выйдут уплотнительные узлы, то надо ставить новые шаровые краны, что иногда бывает сделать очень трудно. Считается, что шаровые краны не являются ремонтопригодными. Поэтому их воспроизводить с целью импортозамещения не стоит. Мало того, что их эксплуатационные показатели не очень вдохновляют отечественных потребителей, но и технология их изготовления требует высокоточных станков и специальных материалов.
В этом отношении более надёжными и не требующими каких-либо профилактических действий по обеспечению требуемой работоспособности являются запорные вентили, которые после некоторых конструктивных доработок заслуженно займут законное место в качестве запорных кранов на вводах воды в квартиры. В перспективе их можно выполнить и полнопроходными. Такие краны в макетном исполнении автором уже созданы и установлены в квартире автора. За 15 с лишним лет они показали себя только с лучшей стороны. Они легко закрываются и открываются даже пожилыми и очень больными людьми, и за эти годы они ни разу не требовали вмешательства в их работу, то есть не выходили из строя.
Последний, третий пример — квартирные гидроредукторы давления воды. Эти устройства были придуманы в России в нулевые годы этого столетия. Они крайне необходимы в домах повышенной этажности. Был также выпущен ГОСТ Р 55022–2012 «Регуляторы давления квартирные. Общие технические условия».
Как пользователю без специального оборудования и приборов определить, что это не обыкновенный, а квартирный редуктор давления, на месте его установки?
Обычно в квартирах устанавливают два гидроредуктора: на холодную и на горячую воду. Кроме того, регулировочная характеристика каждого квартирного гидроредуктора не должна зависеть от величины расхода воды. Поэтому, если один из смесителей настроить на определённый расход и температуру воды, то, открыв, например, холодную воду во втором смесителе, необходимо рукой потрогать струю первого смесителя. Если температура воды, вытекающая из первого смесителя, останется прежней, то редуктор — именно квартирный. И наоборот…
Следует сразу отметить, что ни один зарубежный гидроредуктор, да и основная масса отечественных гидроредукторов не отвечают большинству требований ГОСТ Р 55022–2012. В России квартирные гидроредукторы, соответствующие данному ГОСТ, выпускает пока только одна специализированная фирма «ТВЭСТ». Однако, поскольку все квартирные редукторы обладают сложной конструкцией из-за специфических требований упомянутого и действующего в настоящее время ГОСТ Р 55022–2012, то и цена их несколько завышена по сравнению с обыкновенными гидроредукторами давления воды.
К выпуску так необходимых строительным организациям квартирных гидроредукторов подключилось несколько малых предприятий, которые в погоне за низкой стоимостью тоже выпускают по названию «квартирные гидроредукторы», но квартирными их назвать нельзя (они годны только для понижения давления, а стабильность их редуцируемого давления от расхода не обеспечивается), так как у них регулировочная характеристика не соответствует требованиям ГОСТ Р 55022–2012. Автор даже нашёл в интернете переписку, в которой производителей этих «как бы квартирных» гидроредукторов спрашивают: «Использует ли вы ГОСТ на квартирные редукторы давления воды?» Ответ ввёл в ступор: оказывается, они используют только ГОСТ на правила оформления чертежей! То есть организация не имеет соответствующего уровня профессионализма, чтобы выпускать квартирные редукторы давления воды, но она их выпускает…
Строители из-за отсутствия альтернативы и сравнительно низкой цены «как бы квартирных» гидроредукторов их покупают. Это происходит и с зарубежными гидроредукторами, которые отечественные производители их воспроизводят в качестве выполнения задания строителей поставлять им, если не импортные, то выполненные как импортозамещение.
Далее вернёмся к конструктивным особенностям и характеристикам относительно новой наполнительной арматуры противодавления нижней подводки воды, которая сейчас выпускается. На основании изучения большого количества результатов были выявлены некоторые недостатки, которые иногда появлялись в процессе эксплуатации. Отрадно сознавать, что недостатки оказывались не фатальными, а легко исправимыми за счёт регулярных профилактических работ. Кроме того, данные недостатки выявились уже далеко за пределами гарантийного срока эксплуатации.
Однако один недостаток (зависание поплавка в верхнем положении через несколько лет эксплуатации) пришлось ликвидировать за счёт конструктивных изменений, чтобы кардинально снизить объём профилактических работ.
Конструктивная схема уже выпускающейся наполнительной арматуры противодавления нижней подводки с быстрозакрывающимся запорным клапаном на последнем этапе закрытия приведена на рис. 1. Здесь поплавок 15 надевается на штангу 10 и скользит на ней в вертикальном направлении. Поплавок 15 жёстко связан с рычагом 12 с помощью тяги 14.
В штуцер 1 подаётся под давлением вода, которая фильтром 8 очищается от крупных частиц загрязнений и поступает сначала в сопло 2, а затем — через зазор между седлом сопла 2 и рабочей поверхностью прокладки 3 в рабочую камеру К. Давление воды в рабочей камере, которое возникает за счёт прохождения воды через дросселирующие отверстия Д, воздействуя на рабочую поверхность прокладки 3 с диафрагмой чулочного типа, отодвигает прокладку 3 от седла сопла 2.
При этом сила от давления воды стремится поднять толкатель 11 вверх на максимальную величину, ограниченную упором. Здесь в качестве упора служит верхний торец головки толкателя 11, упирающегося во внутреннюю поверхность крышки 9. Одновременно появляются силы, которые стремятся зафиксировать большое плечо рычага 12, тягу 14 и поплавок 15, скользящий по штанге 10, в принудительном стремлении двигаться вниз.
Однако прибывающая в смывной бачок вода через какое-то время принуждает поплавок 15 подниматься вверх. В процессе подъёма поплавка вверх давление в рабочей камере К будет уменьшаться, так как поток воды проходит через дросселирующие щели Д, а уменьшающийся зазор между седлом сопла 2 и прокладкой 3 приводит к уменьшению расхода.
Как видно, на толкатель 11 действуют две вертикально противоположные силы: одна — вверх, как следствие давления воды в камере К, а другая — вниз, обусловленная подъёмной силой поплавка. Последняя зависит от давления в водопроводной сети и от давления в камере К, а первая зависит от последней. Поэтому на последней стадии закрытия сила, зависящая от давления, стремится к значению, определяемому усилием напора воды в камере К и площадью сечения поверхности контакта седла сопла 2 с рабочей поверхностью прокладки 3. Подъёмная же сила поплавка становится максимальной и уже стабильной. Поэтому на последней стадии закрытия клапана усилие от давления воды на диафрагму падает до нуля, а подъёмная сила поплавка не уменьшается, и поплавок резко поднимается вверх на 2–5 мм.
В результате прокладка 3 с ещё большей силой прижимается к седлу сопла 2, обеспечивая качественную герметизацию запорного органа клапана наполнительной арматуры. В момент закрытия клапана стрелка манометра, установленного в напорной гидролинии, немного резко отклоняется, но по её движению можно уверенно утверждать, что гидравлический удар отсутствует.
В зарубежных наполнительных арматурах с сервоуправлением закрытие клапана сопровождается более резким движением стрелки манометра в линии подачи воды, которое сопровождается характерным звуком, указывающим на появление гидравлического удара.
После создания описанной выше наполнительной арматуры были проведены стендовые испытания в полном соответствии с требованиями ГОСТ 21485–2016 «Бачки смывные и арматура к ним. Общие технические условия». Эти испытания показали, что созданная новая наполнительная арматура противодавления отвечает всем требованиям российского стандарта.
Однако эксплуатационные испытания выявили кое-какие незначительные дефекты конструкции наполнительной арматуры. Наиболее существенным дефект заключался в том, что на нижних этажах зданий, где давление в водопроводной сети было близко к 6 атм, через два-четыре года безотказной эксплуатации поплавок стал зависать в верхнем положении. На верхних этажах, где давление в водопроводной сети было меньше 2 атм, зависание поплавка в верхнем положении не происходило.
Выяснилось, что причиной зависания поплавка вызвано появлением со временем сил контактного трения на линии Т. Эти силы появляются в результате отложения солей жёсткости на штанге 10 в месте касания верхнего края направляющего отверстия со штангой и в месте касания со штангой верхнего края упомянутого отверстия поплавка. При заполненном смывном бачке уровень воды в нём может находиться как в нижней части поплавка 15, так и в его верхней части. Это зависит от давления в водопроводной сети.
Интенсивное отложение солей происходит из-за обновления воды около границы уровня максимального наполнения смывного бачка и её постоянного испарения. Опасное нарастание слоя соли происходит, как правило, около линии касания поплавка 15 и штанги по линии Т при давлении в водопроводной сети в пределах 6–8 атм.
Отложение солей жёсткости происходит не только в окрестностях линии Т, но и на других, даже внешних поверхностях поплавка в виде бело-жёлтой сравнительно утолщённой полоски. Это происходит и на внутренней стороне направляющей квадратной трубки, в которую входит вертикальная штанга.
Появление сравнительно твёрдого и шершавого налёта, по мнению автора, можно объяснить тем, что пары испаряющейся воды не являются дистиллированными. Они содержат растворы солей, содержащихся в водопроводной воде.
Смесь паров и солей откладывается на незатопленных поверхностях штанги 10 и направляющей трубки поплавка 15. Поскольку интервал между спусками воды из смывного бачка сравнительно большой, то смесь воды и солей во время интервала между спусками успевает засохнуть. За несколько десятков спусков толщина нароста солей пока не влияет на работу наполнительной арматуры. Однако за несколько лет работы нарост солей достигает толщины, близкой к 0,5 мм. Следует отметить, что на рис. 1 поплавок 15 изображён несколько перекошенным, как это есть на самом деле.
Основная особенность конструкции рассматриваемого поплавка 15 на рис. 1 заключается в том, что направляющая квадратная трубка в верхней части резко расширяется, а сам поплавок несколько наклоняется. Это и отражено на рис. 1. Такой поплавок был разработан и начал эксплуатироваться несколько лет назад. В результате при повышенных давлениях в сети граница уровня воды оказывается как раз на уровне перехода квадратного сечения от номинального сечения к увеличенному. В этом случае избавиться от зависания поплавка можно было бы за счёт выполнения трубки с номинальным сечением по всей длине, как это было у старых поплавков, но внутри квадратной трубки и на штанге в области плоскости зеркала номинального уровня заполнения смывного бачка водой тоже будет образовываться соляной налёт. Толщина этого налёта в некоторых частях страны, где вода имеет повышенную жёсткость, может всё равно со временем привести к зависанию поплавка после заполнения смывного бачка.
Недавно от одного из потребителей поступило сообщение, что поплавок спускной арматуры старого образца с нижней подводкой воды стал зависать в верхнем положении после 14 лет эксплуатации.
Следует также учесть, что точная настройка уровня наполнения водой бачка в конструкции наполнительной арматуры, приведённой на рис. 1, очень неудобна, особенно в сужающихся кверху смывных бачках. Поэтому от неё следует отказаться.
Для устранения отмеченных недостатков предполагается изменить конструкцию подвески поплавка 15. Описание обновлённой конструкции наполнительной арматуры будет приведено ниже.
Пока же автор хочет коснуться решения ещё одной проблемы, которая появилась с появлением не прямоугольных смывных бачков, а бачков, сужающихся кверху. В них часто без специальных мер трудно исключить касания поплавка наклонённой стенки смывного бачка.
С этой целью иногда применяются две косые шайбы и две косых уплотнительных прокладки, которые размещаются с нижней части дна и надеваются на штуцер клапана и стягиваются крепёжной гайкой штуцера. Это очень сложная система отклонения от наклонной стенки смывного бачка верхней части наполнительной арматуры, с монтажом которой может успешно справиться только достаточно квалифицированный специалист.
Новая система отклонения наполнительной арматуры отличается тем, что используется только одна косая шайба 6 с выступом на ободе, который должен выступать над диаметром крепёжной гайки на величину, достаточную для возможности принудительного проворота этой шайбы вокруг штуцера рукой во время её предварительного прижатия ко дну смывного бачка. Необходимо также использовать одну эластичную уплотнительную прокладку 6 с конусностью 120°.
Во время монтажа наполнительной арматуры язычок на боковой поверхности косой шайбы при предварительно слабо затянутой крепёжной гайке следует направить в сторону желательного отклонения верхней части наполнительной арматуры, и только после этого следует затянуть крепёжную гайку.
Кроме того, есть претензии к гнезду в центральном отверстии штуцера, в которое устанавливается фильтр. Ограничение глубины установки фильтра основывается на том, что центральное отверстие штуцера имеет некоторую конусность, ограничивающую глубину посадки фильтроэлемента, которая зависит от усилия, с которым вставляется фильтр. Со временем его необходимо будет вынимать для очистки. Однако вероятность того, что его удастся легко вынуть из неудобно расположенного гнезда, сомнительна. Ведь там тоже будут осаждаться соли воды. Необходимо для ограничения глубины установки фильтра отверстие в штуцере сделать ступенчатым: сначала — диаметром 14 мм на глубину 28 мм, а далее — 13 мм.
Затягивание большинства крепёжных гаек наполнительных арматур требует специальных гаечных ключей, рассчитанных на восемь полукруглых выступов радиусом 1,5 мм на их наружной цилиндрической поверхности. Стандарты не рекомендуют использовать специальные инструменты для монтажа сантехнических приборов. Для удовлетворения этих требований достаточно выполнить шесть полукруглых выступов под стандартный гаечный ключ S = 27 мм, а не восемь. Изображение этой гайки, как и косой шайбы, приведено в эскизе обновлённой арматуры на рис. 2.
Рис. 2. Конструктивная схема обновлённой быстрозакрывающейся наполнительной арматуры противодавления для смывных бачков с нижней подводкой воды (1 — штуцер; 2 — гайка крепёжная; 3 — косая шайба; 4 — уплотнительная прокладка; 5 — дно смывного бачка; 6 — стойка; 7 — рычаг клапана; 8 — второй рычаг параллелограммного механизма; 9 — подвижная стойка; 10 — поплавок наполнительной арматуры)
Таким образом, несмотря на то, что удалось сделать спускную арматуру противодавления, у которой запорный клапан закрывается практически мгновенно, что ставит её в один ряд по надёжности запорного клапана и по качеству характеристик с наполнительной арматурой с сервоуправлением, данная арматура обладает рядом мелких недостатков, которые легко устранить при создании обновлённой наполнительной арматуры.
1. Поплавок обновлённой арматуры выполнить не скользящим по стойке, а применить параллелограммный механизм подвески поплавка.
2. Удлинить выступ на косой шайбе не менее чем до 5 мм.
3. Уменьшить количество рёбер на крепёжной гайке до шести с радиусом скругления около 2 мм под ключ №27.
4. Упростить фиксацию поплавка на вертикальной стойке за счёт применения «трещётки».
5. В центральном отверстии штуцера обеспечить сначала диаметр 14 мм на глубину только 28 мм, а дальше отверстие через уступ выполнить диаметром 13 мм.
6. Изменить место посадки диафрагмы клапана 3 на уступ в отверстии крышки 9 диаметром 15 мм с учётом новой геометрии диафрагмы чулочного типа.
7. При изготовлении эластичного клапана 3 с диафрагмой чулочного типа учесть степень усадки конкретного эластичного материала клапана. Это необходимо для обеспечения полного соответствия размеров эластичной детали с чертежом.
Конструктивная схема обновлённой наполнительной арматуры противодавления для смывных бачков с нижней подводкой воды приведена на рис. 2.
Какие новые свойства у этой обновлённой арматуры?
Во-первых, и это самое главное, у неё исключено зависание поплавка, так как исключён скользящий контакт поплавка со стойкой в области уровня воды при максимальном заполнении смывного бачка. Именно там образуется нарост солей, приводящий к зависанию поплавка. Отложение солей в подвижных шарнирах параллелограммного механизма настолько незначительное, что силы, возникающие в них, не могут сказаться на работоспособности механизма, так как эти поверхности не находятся долго без смачивания водой.
Более простым является и процесс вертикального перемещения поплавка для обеспечения требуемого уровня заполнения смывного бачка водой.
Кроме того, боковой выступ на косой шайбе настолько мал, что проворот косой шайбы пальцем во время монтажа наполнительной арматуры (рис. 1) не представляется возможным. В обновлённой наполнительной арматуре (рис. 2) он уже выполнен достаточной длины, чтобы косую шайбу можно было провернуть в ту сторону, в которую необходимо отклонить верхнюю часть наполнительной арматуры.
Есть полезные изменения и в системе управления запорно-регулирующим органом. Для пояснения изменений на рис. 3 приведена конструктивная схема головки узла управления запорно-регулирующим клапаном наполнительной арматуры.
Рис. 3. Конструктивная схема узла управления запорно-регулирующим клапаном наполнительной быстрозакрывающейся арматуры противодавления [1 — верхняя часть штуцера, в которой размещено сопло 2 с торообразным седлом 3; 4 — эластичный клапан с диафрагмой чулочного типа; 5 — толкатель клапана 4; 6 — крышка запорного устройства с вертикальной стойкой 7; 8 — рычаг (нижнее плечо параллелограммного механизма); 9 — ось поворота рычага 8; 10 — стопорное кольцо, установленное по плотной посадке; Д — две дросселирующие поток воды щели, К — рабочая камера клапанной системы]
Из рис. 3 можно понять, как просто и компактно выполнено место посадки основания эластичной диафрагмы чулочного типа на миниатюрном выступе соответствующего цилиндрического отверстия, позволяющее исключить срыв в осевом направлении диафрагмы при повышении давления в сети даже выше номинального и обеспечить герметичность места этого соединения. Ведь на нижних этажах высотных домов давление в водопроводной сети может доходить и до 12 атм. Кроме того, в обновлённой наполнительной арматуре удалось полностью исключить подсос воды из бачка в водопроводную сеть!
На рис. 3 красными стрелками также показан путь воды в головке наполнительной арматуры, из которого видно, что дросселирование потока воды приводит к появлению увеличенного давления в камере К. Это приводит к отсутствию кавитационного шума, обычно возникающего в результате течения воды в рабочем зазоре седла 3 сопла 2 и эластичного клапана 4. Повышение давления в камере, в которую вытекает вода, является самым действенным способом борьбы с шумом, обусловленным кавитацией.
Таким образом, создана принципиально новая наполнительная арматура противодавления, которая по своим отличным эксплуатационным качествам и сравнительной низкой стоимости превосходит импортные наполнительные арматуры с сервоуправлением. Автор надеется, что обновлённая отечественная наполнительная арматура в ближайшие годы, по крайней мере на внутреннем рынке Российской Федерации, вытеснит дорогую и не приспособленную к российским условиям эксплуатации зарубежную наполнительную арматуру.
