Юный техник, 2002 № 11 - Журнал «Юный техник»

Между тем расход воды часто бывает завышен лишь в силу нашего неумения ее экономить. Вот простой пример. В дачных условиях мы умываемся и моем посуду при помощи умывальника с клапаном. С ним достаточно двух ведер воды в день на целую семью.

Расход воды при замене водопроводного крана клапаном мог бы уменьшится в 10 раз. Все дело в том, что при обычном мытье рук под краном большая часть воды течет мимо, а при нажатии на стержень клапана дачного умывальника точно попадает на руки. Пользоваться краном с клапаном очень неудобно. Но можно усовершенствовать его так, что он не уступит в удобстве обычному крану. Сделать это можно множеством способов, но для начала познакомимся со свойствами клапана дачного умывальника. Как ни странно, это настоящее саморегулирующееся устройство.

Клапан и его седло имеют одинаковую коническую форму. Их трение друг о друга приводит к полезному износу, детали прирабатываются друг к другу, зазор, вызванный неточностью изготовления, постоянно уменьшается. Поэтому деталь эта служит не менее двадцати лет, и при мало-мальски точном исполнении через клапан не просачивается ни капли. Плохо лишь то, что клапан тотчас же закрывается, как только мы перестаем его удерживать. Вот если бы замедлить закрывание… Но как?

Скорость опускания можно уменьшить, повысив трение деталей. Но тогда клапан перестанет надежно закрывать при слабом напоре воды. Выход из положения — демпфер. Это устройство, в котором сила трения приблизительно пропорциональна скорости. Главное, что при скорости клапана, близкой к нулю, сопротивление его движению тоже почти равно нулю. Поэтому клапан, снабженный демпфером, будет так же хорошо закрываться при слабом давлении воды, как и обычный.

На рисунке изображена схема такого устройства. В основе его легкий поршень, движущийся с небольшим зазором в наполненном водой цилиндре.

Есть способы экономии воды подороже. На Западе в 60-е годы в богатых домах появились умывальники, из кранов которых, стоило лишь поднести руку, начинала течь вода.

Чудо совершалось при помощи электроники. Рука человека пересекала луч фотоэлемента, начинал работать миниатюрный электродвигатель с замедляющей передачей (рулевая машинка от управляемого снаряда). Он вращал кран.

Насадка — клапан Ю. Ивченко для обычного водопроводного крана. Делается из насадки от фильтра для воды.

В качестве клапана годится даже гвоздь диаметром 6 мм со шляпкой, обработанной напильником. Несмотря на простоту, насадка дает многократную экономию воды.

Клапан для садового умывальника, оснащенный демпфером, благодаря которому он медленно закрывается:

1 — цилиндр; 2 — поршень демпфера; 3 — клапан.

Сообщалось, что расход боды на мытье рук с такими кранами уменьшался в 30 раз! Однако такое устройство для повсеместного применения было слишком дорого. Несколько ранее чудо-умывальник с электронным управлением демонстрировался на одной из выставок детского технического творчества при московском Политехническом музее. Умывальник имел бачок с водой и клапан, поднимавшийся при помощи электромагнита. Для этого требовался ток в сотые доли ампера.

Устройство управлялось емкостным реле от приближения рук и отличалось исключительной простотой. В те годы, правда, электроника выполнялась на лампах, требовавших питания от сети. Там, где была нужда в умывальнике, не было электричества, а об экономии воды в городских домах даже не помышляли. Чудо-умывальник так и остался учебным наглядным пособием. А жаль. Помимо экономии воды, автоматические умывальники решают еще одну проблему. Кран мы открываем грязными руками, а закрываем чистыми, после чего они, строго говоря, становятся грязными. Так передается инфекция. Замена крана на клапан-автомат решит две серьезные проблемы: многократно сэкономит воду и прервет цепочку передачи болезней. Нет нужды пояснять, что это нехитрое устройство ждет большое будущее.

Водопроводный кран на основе клапана, открываемого поворотом винта. Клапан не вращается и потому не изнашивается:

1 — рукоятка; 2 — гайка; 3 — нажимной винт; 4 — седло клапана; 5 — клапан.

Все детали крана делаются на токарном станке. Для устойчивости к коррозии их материал должен быть близок по составу к материалу трубы. Седло клапана запрессовано в трубу ударами молотка. Наружную поверхность крана желательно никелировать.

ПРИЕМНАЯ КОМИССИЯ

Заочная физико-техническая школа Министерства образования РФ при Московском физико-техническом институте

ОБЪЯВЛЯЕТ НАБОР УЧАЩИХСЯ

на 2003–2004 учебный год

Заочная физико-техническая школа (ЗФТШ) Министерства образования Российской Федерации при Московском физико-техническом институте (государственном университете) (МФТИ) проводит набор учащихся общеобразовательных учреждений (школ, лицеев, гимназий и т. п.), расположенных на территории России на 2003–2004 учебный год.

Обучение в ЗФТШ для граждан, проживающих в Российской Федерации, в рамках утвержденного плана приема — бесплатное. Школьники, желающие обучаться в ЗФТШ и выполнившие вступительное задание на положительные оценки, но не прошедшие по конкурсу, а также проживающие в других государствах, могут быть зачислены в ЗФТШ на платной договорной основе.

Научно-методическое руководство школой осуществляет МФТИ, который готовит специалистов по направлению «Прикладные математика и физика». В их подготовке принимают участие ведущие отраслевые и академические научно-исследовательские институты и научно-производственные объединения страны (базовые организации МФТИ).

Преподаватели МФТИ — крупнейшие ученые, среди которых около 100 членов Российской академии наук. Физтеховское образование позволяет не только успешно работать в науке, но и хорошо ориентироваться в жизни.

Цель ЗФТШ при МФТИ — помочь учащимся, интересующимся физикой и математикой, углубить и систематизировать свои знания по этим предметам, а также способствовать их профессиональному самоопределению.

Набор в 8, 9, 10 и 11 классы ЗФТШ проводится на следующие отделения:

Заочное (индивидуальное обучение).

Тел.: (095) 408-51-45.

Прием на заочное отделение проводится на конкурсной основе по результатам выполнения вступительного задания по физике и математике, приведенного в данном объявлении. Полная программа обучения рассчитана на 4 года (8 — 11 кл.), но поступать можно в любой из этих классов.

В течение учебного года, в соответствии с программой ЗФТШ, ученик будет получать по каждой теме задания по физике и математике (по 4 задания по каждому предмету для 8 класса, 6–7 заданий по каждому предмету для 9, 10 и 11 кл.), а затем рекомендуемые ЗФТШ авторские решения этих заданий вместе с проверенной работой учащегося.

Задания содержат теоретический материал, разбор характерных примеров и задач по соответствующей теме и по 8 — 12 контрольных вопросов и задач для самостоятельного решения.

Это и простые задачи, и более сложные (на уровне конкурсных задач в МФТИ). Задания ЗФТШ составляют опытные преподаватели кафедр общей физики и высшей математики МФТИ. Работы учащихся-заочников проверяют студенты, аспиранты и выпускники МФТИ (часто — выпускники ЗФТШ).

Очно-заочное (обучение в факультативных группах).

Тел./факс: (095) 485-42-27.

Факультативные группы могут быть организованы в любом общеобразовательном учреждении двумя преподавателями — физики и математики. Руководители факультатива принимают в них учащихся, успешно выполнивших вступительное задание ЗФТШ. Группа (не менее 8 человек) принимается в ЗФТШ, если директор общеобразовательного учреждения сообщит в ЗФТШ фамилии, имена, отчества ее руководителей и поименный алфавитный список обучающихся (Ф.И.О. полностью с указанием класса текущего учебного года и итоговых оценок за вступительное задание по физике и математике), телефон, факс и e-mail школы.

Все эти материалы и конверт для ответа о приеме в ЗФТШ с обратным адресом на имя одного из руководителей следует выслать до 15 июня 2003 г. по адресу: 141700, г. Долгопрудный Московской области. Институтский пер., 9, МФТИ, ЗФТШ (с указанием «Факультатив»). Тетради с работами учащихся в ЗФТШ не высылаются.

Работа руководителей факультативов может оплачиваться общеобразовательным учреждением как факультативные занятия по предоставлению ЗФТШ при МФТИ соответствующих сведений.