Шаровой кран (также шаровой кран или поплавковый клапан ) — это механизм или машина для наполнения резервуаров с водой, например, тех, что используются в туалетах со смывом , избегая при этом перелива и (в случае низкого давления воды) обратного потока. Современный шаровой кран был изобретен Хосе Антонио де Альсате-и-Рамиресом , мексиканским священником и ученым, который описал устройство в 1790 году в Gaceta de Literatura Méxicana . [1] Устройство шарового крана было запатентовано в 1797 году для использования в паровых двигателях Эдмундом Картрайтом . [2] [3]
Он состоит из клапана, соединенного с полым, герметичным поплавком с помощью рычага , установленного в верхней части бака. Поплавок часто имеет форму шара, отсюда и название шаровой кран . Клапан соединен с входящим водоснабжением и открывается и закрывается рычагом, на конце которого установлен поплавок. Когда уровень воды поднимается, поплавок поднимается вместе с ним; как только он поднимается до заданного уровня, механизм заставляет рычаг закрыть клапан и перекрыть поток воды. Это пример отрицательной обратной связи и пропорционального управления .
При повороте ручки сливного унитаза с бачком (британский, цистерна) с помощью стержня или цепи активируется сливной механизм. Механизм может представлять собой откидной клапан, который сконструирован так, чтобы опускаться медленнее, чем вода, которая будет выходить в унитаз ниже, так что бачок может опорожниться. Когда уровень воды в бачке падает, поплавок опускается и приводит в действие наполнительный клапан. Вода подается в бачок для пополнения его запаса, а меньший поток направляется в переливную трубку для повторного наполнения унитаза. После того, как откидной клапан закрывается, поток воды из наполнительного клапана продолжается до тех пор, пока уровень в бачке снова не достигнет линии наполнения.
Ближе к концу процесса слива шаровой кран реагирует на падение уровня воды и наполняет бак. Если поплавок или клапан выходят из строя и уровень воды превышает линию наполнения, вода выливается в переливную трубку и выливается в чашу (в клапанном типе) или во внешний слив (в сифонном типе). Хотя это не останавливает потерю воды, это предотвращает затопление, которое в противном случае произошло бы после отказа одноточечного клапана. Обычно клапан наполнения закреплен шайбой шарового крана , которая предотвращает утечку из линии подачи.
Шаровой кран для унитаза, долгое время изготавливавшийся из латуни, а позднее из пластика, был заменен поплавковым краном, впервые представленным в 1957 году основателем Fluidmaster Адольфом Шопе , который интегрирован с клапаном наполнения бачка и, таким образом, занимает меньше места. Более позднее новшество, беспоплавковый клапан наполнения, разработанный для низкопрофильных туалетных бачков с низким расходом, использует механизм мембраны, реагирующей на давление, вместо поплавка для управления впускным клапаном. [4] Клапаны задержки, которые задерживают наполнение до тех пор, пока уровень не опустится до низкого уровня, предотвращают короткие циклы подачи воды.
Этот «антисифонный» сливной механизм контрастирует с более ранним сифонным (британским, сифонным) клапаном. Эта конструкция использует шаровой кран, прикрепленный к поворотному рычагу, который открывает и закрывает шток плунжера, снабженный шайбой, которая герметизирует входное отверстие для воды. При активации он создает сифон, который использует вес воды, падающей в унитаз, чтобы всасывать больше воды из бака и продолжает опорожнять бак, пока вода в нем не опустится ниже входного отверстия, сломав сифон. [5]