Bateria jednodźwigniowa

(1)

Młodsi czytelnicy ?Młodego Technika" zapewne już nie pamiętają, jak wyglądała klasyczna bateria umywalkowa, zlewozmywakowa lub wannowa. Dostojna, z dwoma pokrętłami porcelanowymi, na zimną i ciepłą wodę. Te pokrętła uruchamiały tzw. grzybki, które zaopatrzone w uszczelkę gumową zamykały bądź otwierały przepływ wody. Żeby otworzyć sobie wodę, należało wykonać kilka obrotów pokrętłami i mając do dyspozycji wodę np. z elektrociepłowni, trzeba było utrafić taki przepływ gorącej i zimnej wody, żeby dało się w niej wykąpać.

Szybka zmiana temperatury wody, gdy ktoś lubił zmiennocieplne natryski, była tu absolutnie niemożliwa. Nie można było też otworzyć wody np. łokciem, gdy dłonie były czymś zajęte albo gdy chodziło o ręce lekarza, np. chirurga, który też musiał posłużyć się łokciem. Były to więc wysoce niedoskonałe urządzenia.

[caption id="attachment_2910" align="alignleft" width="150" caption="(2)"][/caption]

Na szczęście już około 40 lat temu pojawiły się baterie tzw. jednodźwigniowe (1). Dla niewtajemniczonych wyglądały początkowo nieco dziwnie: nie było wiadomo, co zrobić, żeby zaczęła się lać woda. Jednakże po paru latach, a może nawet miesiącach, zostały zaakceptowane i stały się dzisiaj niemal powszechną normą. Jak wyglądają - każdy wie. Ale co jest w środku to już wiedza dla wtajemniczonych. Tymczasem właśnie ten środek jest najważniejszy, a jest to dość złożone i finezyjne urządzenie.

Ten środek - inaczej po prostu wkład - jest niemal jednakowy we wszystkich typach baterii i choć sam jest dość skomplikowany, to w znacznym stopniu uprościł konstrukcję baterii. Widok ogólny wkładu przedstawia (2). Jest to zwarty zespół, mieszczący się w korpusie 5. Dolna płytka z tworzywa sztucznego zaopatrzona jest w bliźniacze uszczelki 3, uszczelniające płytkę w stosunku do korpusu baterii (dolna) i w stosunku do dolnego stawidła (górna). Na dźwigni 4 osadzona jest rękojeść - dźwignia do obsługi baterii. O tym, że jest to dość skomplikowany i w szczegółach finezyjny mechanizm, przekonuje nas rys. (3), pokazujący w rozstrzeleniu wszystkie części wkładu. Najważniejsze dwa elementy to ceramiczne stawidła obrotowo-suwakowe: 8 - górne i 9 - dolne. Są one pokazane szczegółowo na rys. (5) - dolne - 9 i rys. (8) - górne.

[caption id="attachment_2911" align="alignleft" width="150" caption="(3)"][/caption]

Stawidła są wykonane ze specjalnego spieku ceramicznego, który zapewnia im twardość i odporność na zanieczyszczenia wody, daje się dobrze dogładzić, żeby w zwarciu zapewniały szczelność zamkniętej baterii. Stawidło górne jest osadzone w płytce sterującej 6, która może się przesuwać w wycięciu obsady dźwigni 5. Całość, poza tym ruchem przesuwania, może się jeszcze obracać, co umożliwia skierowanie do okrągłego otworu wylotowego stawidła 9 wody ciepłej lub zimnej z dwóch kanałów kształtowych.

Płytka 11 jest obustronnie uszczelniona w stosunku do korpusu baterii uszczelką kształtową 10, dolną i taką samą górną w stosunku do stawidła dolnego. Stawidło górne jest uszczelnione uszczelką 7 w stosunku do płytki sterującej 6. Ruch dźwigni w kierunku przód-tył powoduje zmianę natężenia strumienia wody, a ruch w lewo- prawo zmianę jej temperatury, oczywiście w granicach możliwości zależnych od temperatury wody dostarczanej do mieszkania. Przekrój przez zmontowany wkład pokazuje rys. (4).

[caption id="attachment_2912" align="alignleft" width="117" caption="(4)"][/caption]

Wkład zajmuje centralną część korpusu baterii (8) i jest w niej zamocowany wkrętką 3. Na rysunku korpus pokazany jest jako półprzejrzysty, widać tu boczne kanały wody ciepłej i zimnej oraz otwór prowadzący do wy- lewki. Bardzo ważną funkcję pełni wkrętka 3; zaciska ona wkład i dociska stawidła, zapewniając ich szczelność w pozycji ?zamknięte".

Wkład jest zabezpieczony przed obrotem dwoma czopami 2 - widocznymi na rys. (2). Czopy te wchodzą w odpowiednie otwory 1 i 2 korpusu 7, dzięki czemu wkład jest zabezpieczony przed obrotem.

Dokręcając wkrętkę, trzeba to robić z wyczuciem, bo zbyt mocne wkręcenie spowoduje duży opór ruchu dźwigni sterującej, a zbyt słabe - nieszczelność.Bateria jest dużo wygodniejsza od tych starych, z dwoma pokrętłami, ale i ona ma drobne wady.

[caption id="attachment_2913" align="alignleft" width="136" caption="(5)"][/caption]

[caption id="attachment_2914" align="alignleft" width="131" caption="(6)"][/caption]

[caption id="attachment_2915" align="alignleft" width="150" caption="(7)"][/caption]

Istotną wadą jest trudność ustawienia żądanego natężenia wypływu wody. Wymaga to dość precyzyjnego ustawienia dźwigni, a tu pojawia się efekt stick-slip. Cóż to takiego? Nic groźnego, ale jest to zjawisko nieciągłego ruchu dźwigni, wynikające z różnicy współczynnika tarcia statycznego i kinetycznego. Jeżeli naciskamy na dźwignię baterii, to musimy pokonać tarcie statyczne, jeżeli jednak dźwignia ruszy z miejsca, to tarcie natychmiast przechodzi w postać tarcia kinetycznego, którego współczynnik jest sporo mniejszy od współczynnika tarcia statycznego. Rękojeść naciskana dłonią ?skacze" więc sporo dalej, niż byśmy chcieli. Próbujemy cofnąć ruch i historia się powtarza, tyle że w drugą stronę.

[caption id="attachment_2908" align="alignleft" width="290" caption="(8)"][/caption]

Wszystkiemu winien system płaskich stawideł, które dla zapewnienia szczelności mają starannie wygładzone powierzchni robocze, dające efekt wzajemnego przywierania, a poza tym muszą być dociśnięte ze sporą siłą, żeby ciśnienie wody nie powodowało przecieków. W pewnym stopniu pomaga posmarowanie stawideł smarem silikonowym, ale to działa na krótką metę. Stawidła posmarowane smarem obracają się lekko, ale woda wypłukuje smar i pojawia się przeciek w miejscu wkręcenia wkrętki mocującej wkład w korpusie baterii. Po prostu wkład staje się nieco niższy na skutek ubytku smaru. Wtedy oczywiście dokręcamy wkrętkę i bateria znów zaczyna chodzić ze sporym oporem i problem się powtarza. Co robić? Kupić baterię z wkładem kulowym, opartym na idei zaworów kulowych, które nie wymagają tak silnego zwarcia jak stawidła płaskie. I po kłopocie. Jak działa taka bateria kulowa? O tym przy innej okazji.