В этой статье нам предстоит познакомиться с тем, как устроен сливной бачок. Мы изучим устройство устаревших и современных конструкций. Кроме того, нами будут затронуты типичные проблемы механизмов бачка.

Итак, в путь.

Перечень узлов

Он более чем невелик.

1. Наливной механизм для унитаза (он же — заливной клапан) используется для дозированного наполнения бачка . При сливе он открывается; при подъеме воды до определенного уровня перекрывает ее подачу.
2. Механизм для смыва унитаза (сливной клапан) отвечает, соответственно, за слив . Его задача — после нажатия кнопки, рычага или рывка цепочки израсходовать весь объем воды с максимальной скоростью.

Впрочем: так называемые механизмы двойного слива в одном из режимов позволяют расходовать лишь часть объема бачка, тем самым экономя воду.

1. Узел сопряжения бачка с полочкой должен обеспечить герметичность при сливе . Собственно, в современных компактах эта функция возлагается на кольцевую манжету из мягкой резины.

Заливной клапан

Латунный с коромыслом

Наиболее старый конструктивно, но использующийся по сей день заливной механизм для унитаза — латунный клапан с бочонком, коромыслом, поплавком и резиновой прокладкой.

Принцип его работы нетрудно понять, разобрав это приспособление:

• При подъеме уровня воды всплывающий поплавок тянет длинное плечо коромысла вверх, при этом прижимая бочонок прокладкой к коническому соплу и перекрывая воду.
• При сливе поплавок опускается, и бочонок открывает сопло.

У столь простой схемы есть, однако, несколько специфических проблем.

Пластиковый с коромыслом

Благодаря более дешевому по сравнению с латунью пластику цена этого типа клапанов несколько ниже.

Конструкция, тем не менее, претерпела минимальное количество изменений.

• Регулировка коромысла осуществляется не его принудительной деформацией, а регулировочным винтом.
• Опционально добавился опрокидывающийся поплавок. При достижении определенного уровня воды он резко меняет свое положение, за счет чего перекрывает воду не постепенно, а мгновенно.

К перечисленным выше проблемам старого механизма добавились связанные с низкой механической прочностью пластика. Теперь, как правило, шпилька не перетирается и не разрушается ржавчиной, а постепенно расширяет отверстия в корпусе клапана и выпадает из них. Инструкция по устранению этой проблемы сводится, увы, к замене клапана целиком.

Промежуточный вариант — пластиковый клапан и латунное коромысло.

С направляющей для поплавка

Современный поплавковый механизм для унитаза может приобретать самые разнообразные формы и конструктивные исполнения. Ключевое отличие от привычных изделий родом из Советского Союза — в том, что поплавок движется вдоль вертикальной направляющей.

В чем достоинства такого решения:

1. Заливной клапан занимает минимум места в унитазе.
2. Смещение поплавка в горизонтальной плоскости невозможно. Раз так — поплавок больше не может помешать работе сливного клапана.

Регулировка уровня поплавка, при котором перекрывается вода, осуществляется винтовым механизмом. Качественные силиконовые прокладки служат десятилетиями. Единственной проблемой остается забивающий клапан песок, что лечится его разборкой и промывкой.

Между прочим: установив после вентиля фильтр грубой очистки, вы устраните проблему раз и навсегда. А вот продающиеся с клапанами фильтры лучше не ставить: они имеют слишком тонкие сетки и быстро забиваются тем мусором, который клапан пропускает без осложнений.

Сливной клапан

Каким может быть механизм для слива бачка унитаза?

Чугунный колокол

Эти изделия использовались в отечественных верхних бачках как минимум с первых послевоенных лет. За слив отвечал массивный чугунный клапан на рычаге, опирающемся на край бачка. Подъем клапана прикрепленной к рычагу цепочкой открывал путь воде; остаток воды из бачка высасывался создающимся в разрежением через П-образный перелив.

Типичная проблема колокола всего одна — утрата прокладкой эластичности. Для замены прокладки используется микропористая резина. К сожалению, младшим образцам этой безотказной конструкции уже почти полвека; эрозия и известковые отложения практически вывели их из эксплуатации.

Гофра

Это пластиковое недоразумение сменило колокол в 70-х годах прошлого века. Гофра наклонялась при рывке за веревку и опять-таки за счет разрежения в сливной трубе высасывала всю воду из бачка.

Этот механизм для слива унитаза был порочной конструкцией изначально: его работа связана с деформацией пластика. Известкование его поверхности водой уменьшало и без того небольшой ресурс гофры до двух лет и менее.

Груша

Более здравым решением стала груша, которой оснащались как верхние бачки, так и первые компакты. Резиновое полушарие ходило по направляющим и поднималось рычагом или ручкой, проходившей через крышку бачка.

Основной проблемой первых комплектов арматуры с грушами была коррозия стальных болтов, крепивших седло к корпусу бачка. Чуть реже разрушался шток или утрачивала эластичность сама груша. Ремонт арматуры своими руками сводился к замене дефектного элемента или, что было куда разумнее, комплекта целиком: срок его беспроблемной службы редко превышал 5-7 лет.

Современный механизм для слива воды в унитазе тоже зачастую включает грушу; однако в нем, в отличие от предшественников, почти не используются металлические детали. Груша надета на полый полимерный шток, выполняющий заодно функцию перелива, и поднимается ручкой, возвышающейся над крышкой бачка.

Пластиковый колокол

Одновременно с грушами в дешевых пластиковых бачках какое-то время использовался механизм с пластиковым колоколом-поплавком, надетым на цилиндрический слив. При нажатии кнопки колокол тонул, вытесняя воду; при этом она попадала в перелив и за счет разрежения в сливе опустошала бачок.

Конструкция была исключительно неудобна в использовании, поскольку срабатывала при строго определенном уровне воды в бачке. Изменение давления в водопроводе в сочетании с распространенными тогда поплавками с латунным коромыслом заметно влияло на этот уровень.

Современные сливы

Типичный запорный механизм для унитаза, которым комплектуются современные импортные бачки, представляет собой вертикальную пластиковую колонну. Полость внутри колонны представляет собой перелив; вода перекрывается кольцевой прокладкой, надетой на полый шток.

Как правило, сливные механизмы позволяют регулировать:

• Интенсивность слива за счет настройки максимального расстояния между седлом и прокладкой.
• Уровень перелива.
• В системах с двойным сливом — расход воды при нажатии кнопки, использующей для слива часть содержимого бачка.

Единственная типичная проблема конструкции — прокладка. За 5-8 лет она теряет эластичность и нуждается в замене. К счастью, ее несложно приобрести отдельно от арматуры.

Сопряжение бачка и унитаза

У современных унитазов с литой полочкой кольцевая прокладка служит неограниченно долго и проблем не создает. Единственная конструкция, заслуживающая упоминания — унитаз с отдельной полочкой отечественного образца.

Список проблем, которые она создает владельцу, довольно внушителен:

1. Коррозия крепежных болтов.
2. Скол полочки при нажатии.
3. Скол .
4. Утрата эластичности овальной манжетой между бачком и полочкой.
5. Разрыв конической манжеты под полочкой.

Потенциальному покупателю можно дать лишь один совет: увидев такой комплект, отойдите от него как можно дальше.

Заключение

Разумеется, в одном небольшом материале невозможно описать все произведенных за последние десятилетия конструкции бачков. С некоторыми решениями, которых мы не коснулись, читателя познакомит видео в этой статье.

Смывные бачки со спускной арматурой и поплавковыми клапанами к ним (ГОСТ 21485.0-76 -ГОСТ 21485 5-76) предназначены для промывки унитазов и напольных чаш. Поплавковые клапаны можно устанавливать с правой или с левой стороны бачка.
Бачки изготовляют из керамики (фаянс, полуфарфор, фарфор), серого чугуна и из пластмасс, клапаны - из латуни и пластмасс.
Прокладки и наполнительные трубки делают из резины.
Наружные поверхности корпуса и крышки чугунных бачков должны быть огрунтованы масляными красками светлых тонов, а внутренние поверхности и детали арматуры - водоустойчивым лакокрасочным покрытием. Края деталей не должны иметь заусенцев и заливов.
Коробление стенок корпуса и крышки керамических бачков 1-го сорта не должно превышать 3 мм; 2-го сорта - 5 мм; 3-го сорта - 7 мм.
Бачки должны поставляться в комплекте с поплавковыми клапанами, спускной и наполнительной арматурой, резиновыми прокладками между бачком и унитазом. Бачки, устанавливаемые непосредственно на унитазе со съёмными полочками, должны быть смонтированы на полочках и упакованы отдельно от унитазов. Бачки, устанавливаемые на цельноотлитых полочках, поставляются отдельно от унитазов.
На рис. 100-102 приведены смывные бачки, изготовляемые заводами Минпромстрсйматериалов СССР, на рис. 103 и 104 - поплавковые клапаны к смывным бачкам по ГОСТ 21485.0-76 - ГОСТ 21485.5-76.

Рис. 100. Смывной низко располагаемый керамический бачок с верхним пуском БО 58А (масса 11,5 кг)
1 - корпус; 2 - крышка; 3 - арматура спускная; 4 - перелив; 5 - клапан поплавковый

Рис. 101. Смывной низко располагаемый керамический бачок с боковым пуском ТУ 21-28-10-71 (корпус), ТУ 21-РСФСР-377-73 (арматура) (масса 11 кг)
1 - латунный поплавковый клапан, 2 - узел выпуска (латнь, резина), 3 - пластмассовый поплавок; 4 - резиновая груша; 5 - узел присоединения бачка к полочке (латунь, резина); 6 - узел перелива (пластмасса, резина); 7 - узел крепления спускного устройства (латунь, резина)

Рис. 102. Смывной высоко располагаемый чугунный бачок с чугунным сифоном (масса 14 кг)
1 - поплавковый пластмассовый клапан; 2 - шплинт; 3-сифон; 4 - рычаг; 5 - крышка бачка; 6 - корпус бачка, 7 - спускной клапан; 8 - контргайка, 9 - держка

Кроме указанных на рис. 100-102 выпускаются бачки: смывной керамический среднерасполагаемый (на высоте 800 мм от пола) с принудительно заряжаемым сифоном и боковым пуском (ТУ21-28-10-7), массой 12 кг; смывной пластмассовый низко располагаемый с боковым пуском ТУ 21 ЛатвССР 074-75. Корпус и крышку изготовляют из ударопрочного полистирола, другие детали - из полиэтилена высокой плотности или ударопрочного полистирола. Бачок крепится к стене над унитазом и имеет отдельную смывную трубу Dy 50. Размеры бачка, мм: длина 400, ширина 190, высота 310; масса бачка 2 кг.

Рис. 103. Клапан поплавковый противодавления пластмассовый (КПП) к смывным бачкам
1 - муфта (труб. 1/2); 2 подводящая труба; 3 - гайка; 4- резиновые прокладки; 5 - корпус клапана; 6 - резиновая пробка; 7 - шток клапана; 8- латунный рычаг; 9 - пластмассовый поплавок; 10 - ось рычага; 11 - резиновая наполнительная трубка; 12 - шайба (в скобках даны размеры для клапанов к чугунным высоко располагаемым бачкам)

Изобретение относится к области очистки газов мокрым способом от твердых частиц и может быть применено в энергетике для очистки отходящих от котлов газов. Устройство включает корпус с противокоррозийной облицовкой, подводящий и отводящий газ патрубки, а также эмульгатор, каплеуловитель, выполненный в виде кольцевой решетки с радиально расположенными лопатками и конусным днищем, и подвод горячего воздуха. Каплеуловитель установлен с кольцевым зазором к облицовке скруббера, при этом дальние от центра концы лопаток каплеуловителя смещены от их радиального положения во встречном к ходу крутки потока направлении. Днище каплеуловителя выполнено конусом вершиной вниз с отверстием в вершине конуса, при этом внутри конусного днища установлено промывочное устройство. Технический результат: увеличение степени отделения жидкости из потока газов, уменьшение вторичного уноса капель жидкости, простота изготовления устройства. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области очистки газов мокрым способом от твердых частиц и может быть применено преимущественно в энергетике для очистки отходящих от котлов газов.

Известны скрубберы-каплеуловители, работающие с прямоточными трубами Вентури. При этом основной процесс коагуляции эоловых частиц и захвата их каплями воды происходит в трубах Вентури (см., например, «Справочник по пыле- и золоулавливанию», М., 1983 г., стр. 120, рис. 4.48), а сам скруббер служит для улавливания капельного уноса и части золы, осаждающихся на его стенку, за счет центробежных сил вихревого потока газов в скруббере (рис. 4.36, там же). Для смыва этих частиц сверху по стенкам, облицованным кислотоупорной плиткой, стекает пленка воды, создаваемая поясом орошения.

В последнее время в скрубберах устанавливают вихревые эмульгаторы, создающие активную зону улавливания частиц золы в пенном слое. При этом часть бочки корпуса-скруббера оказывается занятой эмульгатором. Очищенные газы выходят в верхнюю часть скруббера с высокой степенью насыщения мелкими каплями и низкой температурой (≈50°С), равной или ниже температуры точки росы. Поэтому вопрос осаждения капель, осушения газа после эмульгатора становится наиважнейшим. Вынос влажных капель в газоход за скруббером и в дымосос приводит к заносу всасывающих карманов дымососа и газохода за дымососом, ухудшению тяги и снижает надежность несения нагрузки. Подача горячего воздуха для подогрева газов не решает проблему и при большом каплеуносе сильно снижает КПД котельной установки, так как приходится выбрасывать тепло с горячим воздухом за пределами котла. Поэтому работа эмульгаторов без каплеуловителей практически невозможна.

В настоящее время разработано несколько конструкций каплеуловителей. Так, например, по патенту №2225248, В 01D 53/86, 47/04 каплеуловитель выполнен в виде шатра из уголковых элементов. Наклон уголков к периферии обеспечивает отвод уловленных капель на стенку скруббера и возврат в рабочую зону эмульгатора (прототипа). Недостатком данного каплеуловителя является его высокое сопротивление. Кроме того, открытая решетка каплеуловителя по всему его сечению допускает интенсивный вынос капель по центру, где восходящие потоки наиболее сильны.

Для исключения этого другие конструкции каплеуловителей предусматривают кольцевой вариант каплеуловителя, где газ проходит по кольцу с решеткой из лопаток, расположенных радиально, обеспечивающих дополнительное закручивание газов и создание центробежных сил для сепарации капель на стенку скруббера, по которой они стекают в активную зону улавливания золы ниже каплеуловителя. При этом между обечайкой собственно каплеуловителя и облицовкой скруббера предусматривается зазор. Такой каплеуловитель устанавливается фирмой «КОЧ», например, по патенту №2086293, кл. 6 B01D 47/04, где на чертеже он не показан, а в натуре применяется, а также по патенту 2163834, кл. B01D 47/04, по которым в настоящее время фирма «КОЧ» внедряет эмульгаторы вместе с кольцевыми каплеуловителями, описанными выше (принимаем их за прототипы). Аналогична конструкция каплеуловителя по патенту №2158166.

Недостатками данного прототипа являются:

1. Недостаточно полное улавливание капель. Это связано с тем, что капли не успевают отсепарироваться на стенку из внутренней части довольно широкого кольцевого потока и оказываются за пределами защитного козырька.

2. Днище каплеуловителя, выполненное в виде конуса вершиной вверх, способствует «отводу» набрасываемых на него снизу капель на периферию днища и захвату их восходящим потоком газа в кольцевой части.

3. Предусмотренная промывка каплеуловителя сверху также увеличивает капельный унос, вызывает необходимость подачи большего количества горячего воздуха на подогрев, что снижает экономичность.

4. Отсепарированные на стенку капли выше каплеуловителя при стекании вниз по гладкой облицовке испытывают встречное давление крутящегося потока, что приводит к повторному захвату капель с поверхности стенки.

5. В кольцевом зазоре между обечайкой каплеуловителя и облицовкой скруббера отсутствуют устройства, предотвращающие проскок газа стекающим навстречу каплям.

Задача изобретения

Увеличить степень отделения капель из потока газов.

Облегчить условия их стекания вниз по стенке скруббера.

Не допустить попадания капель в кольцевую решетку каплеуловителя, в том числе от поступаемой на промывку каплеуловителя жидкости.

Не допустить проскока газов навстречу стекающей жидкости в кольцевом зазоре.

Эта задача решается следующим образом:

1. Лопатки каплеуловителя развернуты против хода крутящегося потока, т.е. дальний (от центра) конец лопатки смещен по окружности во встречном к крутке потока направлении. При этом вектор скорости, выходящий из сечения межлопаточного окна, отклонен от касательной окружности на внешнюю сторону, т.е. к стенке скруббера.

2. Днище каплеуловителя выполнено конусом вершиной вниз и приобрело форму тарелки. При этом набрасываемые на его поверхность снизу капли стекают к центру и возвращаются в эмульсионный слой.

3. Промывочное устройство, установленное внутри тарелки днища, не подвержено влиянию восходящего вихря над каплеуловителем, поэтому промывочная вода стекает также в эмульсионный слой через предусмотренное в вершине конуса отверстие.

4. В облицовке стенок скруббера выше каплеуловителя выполнены специальные вертикальные каналы.

5. Ниже кольцевого зазора выполнен специальный кольцевой аэродинамический выступ.

Предлагаемый скруббер-каплеуловитель представлен на чертежах, где на фиг. 1 показан общий вид скруббера-каплеуловителя; на фиг. 2 - сечение внутренней облицовки с каналами и установка лопаток каплеуловителя со встречным смещением к крутке потока.

Корпус скруббера 1 (фиг.1) с подводящим 2 и отводящим 3 патрубками содержит эмульгатор 4 и каплеуловитель 5. В верхней части выполнен патрубок 6 для подачи горячего воздуха. Облицовка внутренней части скруббера 1 на высоте между каплеуловителем 5 и защитным козырьком 7 выполнена с наличием каналов 8 (фиг.2). Ниже кольцевого зазора 9 установлен аэродинамический выступ 10. Лопатки 11 каплеуловителя 5 установлены под углом к его плоскости, а их концы, примыкающие к наружной цилиндрической обечайке 12, смещены против или по ходу вращения на некоторый угол (имеют спиралевидное отклонение от радиуса, фиг. 2). В конусообразное днище 13 каплеуловителя предусмотрен подвод воды через распылитель 14 с клапаном 15 на подводящей трубе.

В нижней части корпуса 1 установлен гидрозатвор 16. К эмульгатору 4 трубой 17 подведена вода.

Скруббер-каплеуловитель работает следующим образом.

Запыленный газ через подводящий патрубок 2 поступает в корпус скруббера 1 и, пройдя последовательно эмульгатор 4 и каплеуловитель, поступает в отводящий патрубок 3.

Над эмульгатором 4 образуется пенистый слой, в котором происходит эффективный массообмен и захват твердых частиц каплями воды, поступающей к эмульгатору по трубе 17. При этом порции пульпы стекают в низ скруббера 1 и через гидрозатвор 16 удаляются. Газ выходит через лопатки 11 каплеуловителя 5 и получает дополнительное закручивание, благодаря чему оставшиеся в нем мелкие капли воды оседают на облицовке стен корпуса 1 выше каплеуловителя. Побуждаемые скоростным потоком газа они движутся по спирали по гладкой облицовочной поверхности до ближайшего канала 8, в котором создана аэродинамическая тень, способствующая их быстрому стеканию вниз в кольцевой зазор 9, защищенный аэродинамическим выступом 10, предусматривающим ограничение встречного потока газов в кольцевом зазоре 9 снизу вверх. Благодаря этому все отсепарированные капли проходят кольцевой зазор 9 и поступают снова в пространство над эмульгатором 4. Смещение наружных концов лопаток 11 по ходу вращения газов (или против хода от их радиального положения) предусматривает концентрацию вихря к стенке при смещении против вращения и к центру при смещении по ходу вращения. При этом длина лопатки 11 увеличена, а наружная обечайка 12 остается неизменной. При противоточном смещении достигается более быстрая сепарация капель на стенки и осушение потока газа после увеличения крутки его (потока) лопатками 11 каплеуловителя 5, поэтому выбран именно этот вариант смещения. Для смыва отложений золы из чаши днища 13 предусмотрен распылитель 14 с соплами, соединенный с источником воды через регулируемый клапан 15, который работает в постоянном или прерывистом режиме. Распылитель 14 помещен во внутреннем пространстве конусного днища и находится в аэродинамической тени, что исключает унос капель вверх при его работе. Отложения золы, возникшие в чаше днища 13 или упавшие сверху, смываются таким образом водой, которой придается распылителем 14 вращательное движение в чаше днища с удалением ее через сливное отверстие в вершине днища 13 в зону эмульгатора 4. Туда же подается основное орошение эмульгатора через трубу 17.

Очищенный от золовых частиц газ, пройдя каплеуловитель 5, выше защитного козырька 7 не имеет капель жидкости, но его температура очень низка и приближается или ниже температуры точки росы, что вызывает интенсивную коррозию газоходов после золоуловителей. Поэтому через патрубок 6 подают горячий воздух, который повышает температуру газов за золоуловителем, исключая коррозию и отложения золы за золоуловителем.

Предлагаемый скруббер-каплеуловитель позволяет уменьшить или исключить полностью вынос капель выше защитного козырька 7. Этим достигается значительное повышение температуры газов за золоуловителем после смешения их с горячим воздухом патрубка 6, что недостижимо при интенсивном выносе капель и ведет к увеличению потерь тепла с горячим воздухом через патрубок 6 или увеличению коррозии газоходов и дымовой трубы.

Предложенный каплеуловитель прост по конструкции и может быть изготовлен из доступного материала (нержавейки) в короткие сроки.

1. Скруббер-каплеуловитель, включающий корпус с противокоррозийной облицовкой, подводящий и отводящий газ патрубки, а также эмульгатор, каплеуловитель, выполненный в виде кольцевой решетки с радиально расположенными лопатками и конусным днищем, и подвод горячего воздуха, отличающийся тем, что каплеуловитель установлен с кольцевым зазором к облицовке скруббера, при этом дальние от центра концы лопаток каплеуловителя смещены от их радиального положения во встречном к ходу крутки потока направлении.

2. Скруббер-каплеуловитель по п.1, отличающийся тем, что днище каплеуловителя выполнено конусом вершиной вниз с отверстием в вершине конуса.

3. Скруббер-каплеуловитель по п.1 или 2, отличающийся тем, что внутри конусного днища каплеуловителя установлено промывочное устройство.

4. Скруббер-каплеуловитель по п.1, отличающийся тем, что в облицовке стенок скруббера между защитным козырьком и каплеуловителем выполнены вертикальные каналы.

5. Скруббер-каплеуловитель по п.1, отличающийся тем, что ниже кольцевого зазора выполнен аэродинамический выступ.

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам очистки газа от жидкостей и твердых частиц с использованием центробежных сил, возникающих при закручивании газожидкостного потока, и может быть использовано в газодобывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области устройств, применяемых для отделения капельной влаги от газового потока, и может быть применено для мокрой очистки выбрасываемых в атмосферу газов, а также отделения капель воды, нефти и газового конденсата от газового потока в любой области промышленности.