Порядок экспериментального определения пропускной способности сифонов прописан в п. 8 «Методы испытаний» ГОСТ 23289–2016 [1]. Однако попытка получить значение пропускной способности конкретного сифона по этой методике в условиях жилого помещения оказалась безуспешной. Этому препятствовали ограниченные возможности кранов и смесителей по расходу и отсутствие соответствующего расходомера. В самом деле, для испытания существующей и новой водосливной арматуры требуется расход воды иногда до 0,35 л/с, а также соответствующий расходомер, рассчитанный на такой расход. К сожалению, у автора этой работы для замера такого высокого расхода возможностей не оказалось.

Кроме того, оказалось, что пользование упомянутым выше ГОСТом [1] возможно только с сифонами, у которых выпуск выполнен в виде трубчатого отверстия с крестовиной на глубине около 25 мм, которая защищает сифон от попадания крупных механических загрязнений. В сифонах с выпуском в виде решётки, состоящей из ряда круглых отверстий, и не подсоединённых к переливу, определить пропускную способность не удалось из-за явления, связанного с неуправляемо изменяющимся уровнем воды в процессе эксперимента. Подробнее об этом явлении будет рассказано далее.

Поэтому пришлось вспомнить о существовании объёмного метода определения расхода. Этот метод также хорош тем, что во время замера расхода поверхность выливаемой из ёмкости жидкости не возмущена, что позволяет с высокой точностью определить высоту уровня воды в каждый момент времени. Кроме того, нет необходимости в расходомере, который, как правило, не может достаточно точно определить расход.

Излагаемая ниже ещё не узаконенная методика определения пропускной способности сифонов может служить в качестве альтернативы методике из [1], созданной в начале прошлого века и затем переходившей из одного ГОСТа в другой почти без изменений. Новая предлагаемая методика позволяет с допустимой погрешностью количественно определить пропускную способность сифонов в квартирах и других помещениях, где уже установлены данные сифоны, но их работа не удовлетворяет потребителей, например, из-за недостаточной скорости опорожнения ёмкости или чаши, из которой через сифон вода сливается в канализацию. Кроме того, на экспериментальное определение пропускной способности сифона по этой методике потребуется во много раз меньший объём воды, по сравнению с методикой, узаконенной [1].

Основной же задачей новой методики является срочная необходимость сравнения различных сифонов по их экспериментально определённой пропускной способности с целью выявления основных конструктивных особенностей, увеличивающих пропускную способность и улучшающих процесс самоочищения сифонов от загрязнений.

К сожалению, до сих пор не создана методика убедительного доказательства качества удаления из сифона загрязнений, которые обычно скапливаются в нижней части его гидрозатвора. Поэтому множится количество различных конструктивных схем сифонов, которые как-то отличаются друг от друга, но не обладают, к сожалению, даже удовлетворительными свойствами очищения от проходящих через них и застревающих в каналах сифонов разного вида загрязнений. И всё потому, что пока невозможно в процессе стендового испытания сифонов определить качество их очистки от загрязнений.

Однако существующие сифоны постоянно засоряются, и их надо периодически очищать, что иногда превращается в трудноразрешимую проблему. Ниже автор изложит разработанную им конструкцию простых искусственных загрязнителей, которые позволят в процессе стендовых испытаний выяснить склонность любого сифона к засорению, а также его способность к удалению загрязнений, поступающих в гидрозатвор вместе с водой.

Как следует из содержания действующего в настоящее время ГОСТа [1], проверку пропускной способности сифона осуществляют подачей воды в ёмкость или чашу, в которые вмонтирован сифон.

Вода подаётся с заданным расходом 0,15 л/с для умывальников, моек и биде и 0,25 л/с — для ванн и душевых поддонов. Если через пять минут после достижения по показаниям расходомера стабильного заданного расхода воды толщина слоя воды над верхней кромкой выпуска, замеренная на расстоянии 100±20 мм от центра выпуска, не превышает 15 мм, то такой выпуск с сифоном обеспечивает заданную пропускную способность. Автор уверен, что установленные [1] значения пропускной способности существенно занижены в угоду желанию по-прежнему использовать современные решётки отводов сифонов, что напрямую препятствует процессу создания самоочищающихся сифонов и является тормозом для совершенствования водосливных сифонов. Кроме того, стандартная методика не позволяет количественно определить пропускную способность сифона. Она только отвечает на вопрос, укладывается или нет в требования стандарта значение пропускной способности при подаче заданного расхода воды из водопроводной сети. Такой вывод автором был получен при пользовании домашними мойкой, умывальником и ванной, так как при открытии кранов смесителя под давлением 2,5 атм на величину заданного расхода в чашах мойки и умывальника вода иногда поднималась на несколько сантиметров над выпуском, а не на 1,5 см. Можно представить, что будет, если давление в водопроводных сетях увеличится до 6 атм и выше, если в чаше или в раковине не окажется переливного устройства. А ведь такое часто случается на нижних этажах высотных зданий.

Предлагаемая альтернативная методика определения пропускной способности сифонов сводится к следующему. Для её осуществления требуется секундомер, мерная кружка, калькулятор и приспособление для фиксации высоты уровня воды от дна ёмкости, из которой вода вытекает в канализацию. Конструкций таких приспособлений может быть много. Однако автор пользовался наиболее простой конструкцией, приведённой на рис. 1.


Рис. 1. Приспособление для фиксации уровня воды в процессе её спуска при определении пропускной способности водосливных устройств с гидрозатвором (1 — основание; 2 — направляющая; 3 — фиксатор нижнего уровня воды; 4 — фиксатор верхнего уровня воды; 5 — фиксатор максимального уровня воды; 6 и 7 — технологические наклонные участки)

Приспособление для экспериментального определения пропускной способности сифона было выполнено из отрезка медной проволоки диаметром 1,8 мм. Его основными элементами являются основание 1 с направляющей 2, фиксатор 3 нижнего уровня воды, фиксатор 4 верхнего уровня и фиксатор 5 заполнения максимального уровня воды перед определением пропускной способности сифона. Наклонные участки 6 и 7 нужны для того, чтобы при изготовлении было бы легко обеспечить требуемую высоту фиксаторов 3 и 4 над дном чаши, в которую вмонтирован исследуемый сифон.

Приспособление укладывается на дно чаши так, чтобы направляющая 2 была направлена на центр выпускного отверстия сифона, а её консольный конец находился бы у наружной кромки диска выпуска сифона. Это обеспечивает размещение активной зоны замера уровня воды на расстоянии 100 мм от центра выпуска сифона. В завершение процесса монтажа приспособления его основание 1 следует зафиксировать на дне чаши каким-либо влагостойким пластырем.

Определение пропускной способности следует производить в следующем порядке:

1. Выпуск сифона закрыть пробкой так, чтобы исключить вытекание воды из чаши через выпускную трубу.

2. Налить в чашу воды до нижней линии поверхности фиксатора 3.

3. С помощью мерной кружки долить в чашу воды до нижней линии поверхности фиксатора 4 и запомнить (зафиксировать) величину рабочего объёма воды между верхним и нижним уровнем воды.

4. Далее заполнить чашу водой до затопления фиксатора 5.

5. Выдернуть пробку из выпуска и фиксировать с помощью секундомера время опускания уровня воды от верхнего фиксатора 4 до нижнего 3.

6. Поделив величину рабочего объёма на полученное время его истечения, получим реальную величину расхода, определяющую пропускную способность исследуемого сифона.

Исследовав таким образом большое количество сифонов, автор пришёл к выводу, что с современным ГОСТом [1] происходит что-то непонятное.

В стандартах прошлого века пропускная способность сифонов была на полпорядка больше, чем в современных стандартах. В самом деле, в современном ГОСТ 23289–2016 [1] пропускная способность сифона для ванны и душевого поддона установлена равной 0,25 л/с, а в ГОСТ 23289–78 [2] она составляла 0,8 л/с для ванной и 0,6 л/с для глубокого поддона. Почему вдруг произошло такое уменьшение пропускной способности? Изучение этого вопроса привело к следующему «открытию».

В последние два-три десятилетия вместо крестообразной защиты канала отвода сифонов от крупных механических частиц стали внедряться защитные решётки в выпусках сифонов с отверстиями сравнительно малого сечения. Одна из них приведена на рис. 2 в составе отвода. Здесь цифрами обозначены: корпус отвода 1 со штуцером для приёма воды во время перелива; кронштейн 3 с гайкой 4; крепёжный винт 5; уплотнительная прокладка 6 между корпусом 1 и дном чаши 7, на которой установлен сифон; решётка выпуска 8; уплотнительная прокладка 9 между решёткой 8 и верхней поверхностью дна чаши 7.


Рис. 2. Конструктивная схема современного выпуска водосливного устройства с защитной решёткой (1 — корпус отвода со штуцером перелива; 2 — штуцер перелива; 3 — кронштейн; 4 — гайка; 5 — крепёжный винт; 6 и 8 — уплотнительные прокладки; 7 — дно чаши; 9 — решётка выпуска)

Такая конструкция выпуска сифона очень удобна в монтаже и является достаточно технологичной по сравнению с выпусками первых конструкций трубных сифонов с защитой каналов сифонов от крупных механических загрязнений, например, кусков мыла. Однако эффективная площадь проходного сечения решётки выпуска при этом существенно снижается. Так, если в старых сифонах диаметр отверстия выпуска сначала принимался равным почти 50 мм, то впоследствии он снизился до 40 мм. Площадь сечения 40-миллиметрового отверстия старого сифона и площадь сечения шести отверстий диаметром около 10 мм новой конструкции соизмеримы. Поэтому плавный переход от старой крестообразной конструкции выпуска к конструкции, приведённой на рис. 2, является вполне объяснимым, но вредным.

Однако во всех новых разработках часто выявляются и новые, практически не исследованные явления, которые приходится учитывать. Так и в этом случае.

Испытание новых конструкций выпусков в умывальниках по новой методике позволило выявить любопытное явление. Оно заключается в следующем. Если полностью открыть краны смесителя, а свободный конец его изливной трубки разместить так, чтобы струя воды падала на край решётки выпуска, то вода в раковине умывальника начнёт подниматься до некомфортно высокого уровня (почти до половины глубины чаши). Затем, при тех же расходах воды из изливной трубки смесителя уровень воды начнёт опускаться и, достигнув уровня около 1,5 см, снова начнёт подниматься и снова опускаться с периодом около 1,5–2,5 минуты. Это явление проявляется при максимальных расходах из изливной трубки смесителя в чашу, в которой отсутствует перелив. Такое явление ставит под сомнение универсальность требований [1] по определению пропускной способности сифона любой конструкции.

Объясняется это следующим образом. На рис. 2 голубыми стрелками показано направление течения жидкости в окрестности проходных отверстий решётки 8. На верхней поверхности защитной решётки 8 вода течёт к центру каждого из 6 отверстий. Если бы у чаши мойки или умывальника был бы перелив, то полость корпуса выпуска под защитной решёткой была бы соединена с атмосферой.

Поэтому вода через отверстия данной сетки вытекала бы как через отверстия в тонкой стенке. В случае отсутствия перелива в чаше умывальника или мойки классические законы течения воды несколько нарушаются.

При течении жидкости в пространство с атмосферным давлением через круглое отверстие с тонкой стенкой за счёт радиальных участков течения воды и её конечной массы струя сжимается так, что площадь сечения струи будет составлять почти 60% площади сечения отверстия, через которое оно вытекает. Однако, если не окажется перелива у сифона, то площадь сечения струи станет существенно меньше. Поэтому существенно уменьшится и пропускная способность сифона, и произойдёт это вот почему.

Центростремительное движение струи в области каждого из шести отверстий защитной решётки, а также увеличивающееся давление под этой решёткой не позволит потоку в пределах отверстия сразу устремиться вниз. Давление под решёткой увеличивается потому, что вода все-таки поступает под неё. Поэтому плоская струя служит как бы плёнкой с отверстием в её центре. Если вода в чаше будет подниматься до уровня, существенно большего, чем напор под защитной решёткой, то наступит момент, когда водяная плёнка разрушится, сжатие струи уменьшится и расход через отверстия защитной решётки увеличится, а уровень воды в чаше начнёт уменьшаться до определённого момента, при котором на каждом отверстии защитной решётки снова возродится «водяная плёнка». Уровень воды после этого снова начнёт подниматься до предыдущего максимального уровня и так далее…

Опыт показывает, что описанное явление можно убрать, если увеличить размеры отверстий хотя бы в одном направлении. Поэтому было принято решение о создании новой защитной решётки и выполнить вместо шести круглых отверстий три отверстия С-образной формы, так как оно является выгодным для несложной замены уже существующих решёток с целью увеличения пропускной способности сифонов, уже находящихся в пользовании. Правда, при этом для увеличения осевой жёсткости решётки толщину её корпуса с 0,5 мм пришлось увеличить до 0,8 мм.

Эскиз такой защитной решётки приведён на рис. 3. От широко используемых подобного типа решёток эта отличается только тем, что в ней выполнены вместо шести круглых отверстий всего три отверстия С-образной формы, а края этих отверстий отогнуты вниз. Последнее существенно увеличивает осевую жёсткость решётки, которая крепится в корпусе сифона винтом. Этот винт может прогнуть или даже разрушить решётку. Кроме того, толщина листа, из которого формируется чаша защитной решётки, равна не 0,5, а 0,8 мм. У такой решётки по сравнению с существующими значительно уменьшено гидравлическое сопротивление и обеспечена удовлетворительная осевая жёсткость её дна.


Рис. 3. Внешний вид модернизированной защитной решётки с увеличенной пропускной способностью

Сифон, снабжённый такой решёткой, существенно увеличивает его пропускную способность (до 0,35 л/с). С такими расходами воды обеспечивается её более высокая скорость, которая повышает эффективность очистки каналов сифонов от различных загрязнений. Это очень необходимо сифону, так как расходы через него постоянно меняются от очень маленьких до максимальных. Когда же пропускная способность сифона специально уменьшается для обеспечения требований стандарта, то это плохо отражается на степени очистки его каналов.

Кстати, проблема малых расходов отсутствует у нормальных унитазов. В них высота уровня воды над верхней частью решётки сравнительно большая, так как идея максимального расхода на смыв заложена в самих конструкциях унитазов. В них даже при кратковременном нажатии на кнопку пуска вода из смывного бачка в чашу унитаза поступает с максимальным расходом. В сифонах же умывальников и моек такого нет. Очищение же их каналов возможно только при максимальных расходах. С этой точки зрения геометрия защитной решётки, приведённая на рис. 3, подходит больше всего, так как она может обеспечить пропускную способность сифона не менее 0,35 л/с. При наполнении же чаши водой высотой не 15 мм, а 50–70 мм расход увеличивается до 0,85 л/с. Пропускная же способность современных массово выпускаемых сифонов значительно меньше. Она зависит от диаметра отверстий в защитной решётке. Максимальная его величина может быть в пределах 0,26 л/с при диаметре отверстий 10,3 мм. Отверстия большего диаметра приведут к потере прочности дна чаши решётки. Это недопустимо, так как дно чаши решётки, как уже было отмечено, прогибается головкой крепёжного винта 5 (рис. 2).

Далее — об искусственных загрязнителях. Думается, что сомнений в их необходимости не может быть. Впоследствии автор убедился в том, что искусственные загрязнители (ИЗ) являются крайне необходимыми, особенно в процессе создания новых сифонов, а также в процессе их приёмо-сдаточных испытаний.

Поначалу казалось, что сделать искусственный загрязнитель — это просто, но вскоре обнаружилось, что даже выбор подходящего материала — не такое простое дело. Например, сначала автор взял тонкую толщиной 1 мм резину и сделал диски разного диаметра — от 3 до 10 мм. Резина была выбрана с точки зрения плотности, незначительно большей, чем плотность воды, для того чтобы загрязнители тонули, но «вяло». Однако через некоторое время нахождения в воде ИЗ вдруг стали всплывать. Оказалось, что на поверхности резиновых дисков появляются пузырьки воздуха, и они, как поплавки, поднимают эти диски на поверхность воды.

Кроме того, некоторые резиновые диски, ложась на гладкую поверхность канала сифона, могут прилипнуть к ней так, что даже сравнительно интенсивным потоком воды их трудно сдвинуть с места.

В результате, после ряда опытов, конструкция искусственного загрязнителя была подкорректирована и получилась сравнительно удачной. Окончательный вариант ИЗ приведён на рис. 4. Здесь цифрами обозначены: 1 — тело ИЗ, вырезанное из автомобильной камеры толщиной 4 мм. В его центре выполнено сквозное отверстие диаметром 1,2 мм. В это отверстие плотно вставляется медный стержень 2 диаметром 1,8 мм, как показано на рис. 4. Этот стержень улучшает весовые качества резины и не позволяет ей прилипать к стенкам каналов.


Рис. 4. Макет искусственного загрязнителя (1 — тело загрязнителя; 2 — медный стержень диаметром 1,8 мм)

Прежде, чем перейти к изложению методики испытания сифонов с помощью искусственных загрязнителей, автор считает необходимым кратко изложить свои соображения по поводу мест скопления загрязнений, содержащихся в воде по пути её течения от выпуска сифона до основной 100-миллиметровой канализационной трубы.

Причины засоров сифонов будут подробно изложены несколько ниже, потому что у сифонов различной конструкции эти причины могут быть разными. Однако при вытекании воды из отводной трубы сифона в канализационную сеть может произойти засор в трубе, соединяющей отвод сифона с канализационной трубой, который внешне можно принять за засор сифона. Таких мест много — например, это начальный горизонтальный участок отводной трубы, установленный без уклона, равного 3 см на 1 м (0,03), а строго горизонтально. В таком случае при малых расходах воды на нижней поверхности этой трубы будут наслаиваться загрязнения, и со временем труба зарастёт.

Эта неприятность постоянно возникает, когда вместо использования в качестве жёсткой горизонтальной трубы с уклоном устанавливается труба гофрированная. Такие трубы при горизонтальной установке прогибаются под собственной тяжестью и тяжестью воды, что приводит к их быстрому засорению. Этому также очень способствуют внутренние складки гофра. Очистить такую трубу очень сложно, особенно в домашних условиях.

Вертикальные гофрированные трубы наружным диаметром 40 мм, у которых слишком маленький внутренний диаметр, могут, не засоряясь, приводить даже к срыву гидрозатвора сифона из-за возникновения сифонного эффекта. После этого из отверстия отвода будет поступать в помещение опасный для здоровья человека канализационный воздух с соответствующим неприятным запахом.

Автор считает, что, несмотря на некоторые достоинства гофрированных труб, при их установке и эксплуатации возникает масса нежелательных проблем, из-за которых лучше от них избавиться и заменить их жёсткими пластмассовыми. И вообще при монтаже канализационных труб сифонов следует использовать только пластмассовые жёсткие канализационные трубы.

Первые сифоны, предназначенные для ванн, были трубными и выполнялись из чугуна или из стали. Со временем они совершенствовались, уменьшались в габаритах и до сих пор иногда применяются в современном строительстве. Сейчас уже можно утверждать, что по основным показателям трубные сифоны предпочтительнее, чем сифоны бутылочного типа.

Главное достоинство трубного сифона, выполненного из металла, заключается в хороших условиях протекания воды в его каналах благодаря отсутствию резких изменений направления течения воды, а также в низком гидравлическом сопротивлении выпуска, обеспечивающим максимально возможные расходы воды при опорожнении ванны. Поэтому такой сифон наиболее часто применяется в ваннах. Автор имеет долголетний опыт практического контакта с сантехническими изделиями, однако ни разу не встречал, чтобы в ваннах, установленных в жилых зданиях, использовался бы сифон бутылочного типа. В стандартах прошлого века пропускная способность водосливной арматуры для ванны устанавливалась равной 0,8 л/с. Сейчас это требование уменьшилось до 0,25 л/с. Маленький расход является причиной быстрого засорения сифонов современных ванн, так как при малых расходах воды загрязняющие частицы не всегда могут быть увлечены потоком воды вверх по каналу гидрозатвора и скапливаются в основном в нижней части гидрозатвора. Со временем они коагулируются (мелкие частицы объединяются в более крупные) и «привариваются» к шершавой металлической поверхности так, что избавиться от них невозможно даже увеличенным потоком воды, которым следует пользоваться сразу после приёма ванных процедур. Автор помнит, что в коммунальной квартире, в которой он жил с 1939 года, все жильцы любили «отмокать» в ванне, заполненной тёплой водой, которую потом спускали в канализацию, и сифоны поэтому почти никогда не засорялись.

В 2000-х годах автор переехал в квартиру, ванна в которой тоже имела металлический сифон трубного типа. К этому времени уже мода на «отмокание» сменилась на приём душа. Через несколько лет сифон стал периодически засоряться. Начались вызовы сантехников для прочистки сифонов. Они это делали с помощью специальных тросов. Однако это не решало проблему, так как отнимало много времени и несколько нервировало. Поэтому автор приобрёл гибкую подводку, изготовил специальную изогнутую трубку, на которую навинтил один конец гибкой подводки. Другой конец гибкой подводки подсоединил к смесителю на место крепления шланга душевой сетки. Наружный диаметр изогнутой трубки позволял ввести её в одно из отверстий крестовины. Как оказалось, подача горячей воды из смесителя примерно на пять секунд удаляла все загрязнения сифона в канализацию. Давление в водопроводной сети было равно 6,5 атм.

Ещё одним существенным недостатком рассматриваемого сифона является то, что высота его гидрозатвора лежит в пределах 60 мм. Однако последние исследования скандинавских специалистов выявили, что в высотных зданиях высота гидрозатвора сифонов должна быть (предпочтительно) не менее 80 мм. Автор считает, что слово «предпочтительно» приводит к тому, что часто в высотных домах устанавливают сифоны с высотой гидрозатвора, иногда равной не только 50, но и 30 мм. Сифонов с высотой гидрозатвора 80 мм отечественная и зарубежная промышленности практически не производят, что приводит к срыву гидрозатворов в домах повышенной этажности и попаданию канализационных газов в жилые помещения. Кроме того, в сифонах с высотой гидрозатворов, равной 60 мм, трудно обеспечить строительную высоту 150 и тем более 120 мм.

Инженерная мысль, однако, «никогда не стоит на месте». Поэтому для устранения проблем с очисткой сифонов трубного типа были созданы сифоны бутылочного типа.

Основной задачей, которую создатели сифона бутылочного типа стремились решить, было упрощение процесса очистки сифона. Предполагалось, что в этом случае засор сифона может очистить не только специалист, но и сам потребитель. Кажется, цель была достигнута. Однако сифоны бутылочного типа, как оказалось, стали очень интенсивно и чаще засоряться по сравнению с сифонами трубного типа.

Причина этой напасти оказалась банальной. После заполнения внутренних полостей сифона вода уже течёт не разорванным потоком, а сплошным. Частицы загрязнений тоже участвуют в этом потоке воды. Однако не все частицы добираются до отвода. «Везёт» только частицам, плотность которых близка к плотности воды или значительно меньше. Частицы с большей плотностью, то есть тяжёлые частицы остаются при малых расходах на дне крышки. И вот почему.

Когда вода течёт вниз, то и все загрязнения почти с той же скоростью двигаются вниз до дна крышки. После этого вода резко меняет направление течения сначала на радиально-горизонтальное и затем сразу же — на вертикальное по направлению к отводу. Размеры и конструкция бутылочных сифонов таковы, что площадь сечения текущего потока в районе крышки практически соизмерима с площадью сечения канала трубы с внутренним диаметром 45 мм, иногда и больше. Это значит, что скорость течения воды при её номинальном расходе, равном 0,25 л/с, в нижней части сифона будет составлять примерно 12–15 см/с, что очень мало для подъёма вверх сравнительно тяжёлых загрязнений. Искусственные загрязнители поднимаются вверх потоком воды со скоростью около 20 см/с. Это означает, что не все частицы будут удаляться из нижней части сифона. Та часть, которая останется, задержится в крышке, но её можно легко удалить, отвинтив крышку вместе с загрязнениями и освободить от них крышку. Это основное достоинство рассматриваемого сифона.

Что касается недостатков, то их несколько.

Прежде всего рассматриваемый сифон относится к крупным сифонам бутылочного типа. Проходное сечение каналов, по которым вода поступает от нижней части к отводу, слишком велико, чтобы обеспечить транспортировку любых загрязнений вверх к отводу из-за малой скорости потока, обусловленной небольшим расходом воды.

В некоторых конструкциях бутылочных сифонов ось штуцера отвода не имеет уклона для обеспечения чистоты внутренней поверхности отводной трубы. Неясно, почему в них отвод выполнен в виде штуцера для подключения трубы. Ведь на основной канализационной трубе вход для воды от сифона выполнен в виде раструба, в который вставляется отводная труба, заканчивающаяся также раструбом. Все последующие трубы отвода также вставляются в раструб предыдущей трубы. Поэтому отвод 10 нужно было сделать в виде трубы, а не штуцера, не забыв об её уклоне. Есть подозрение, что этот сифон создавался с учётом возможности использовать при монтаже не жёсткую трубу, а гофрированную, применение которой в этом случае недопустимо.

Несколько неудачно в конструкции бутылочного сифона выполнена крышка. Она очень невысокая, и объём воды над ней сравнительно большой. Поэтому при отвинчивании крышки для проведения очистки сифона на руки выливается много воды с грязью, что никак не доставляет удовольствия.

Несмотря на то, что строительная высота этого сифона составляет 220 мм, высота гидравлического затвора равна всего 60 мм. Последнего для многоэтажных домов повышенной этажности мало — требуется 80 мм. Кроме того, такой сифон не везде можно использовать из-за сравнительно большой строительной высоты.

Сифоны бутылочного типа иногда делают менее крупными за счёт уменьшения их диаметра.

Такой сифон стоял у автора в мойке на кухне с 1978 по 2022 годы и работал сравнительно хорошо, подвергаясь чистке примерно 10–12 раз в год, для чего достаточно было только вантуза. Однако два-три раза в год отвинчивалась крышка, и из сифона извлекались сгустки грязи с нитевидными включениями, которые не удавалось удалить с помощью вантуза.

До этого сифона стоял крупный сифон бутылочного типа, который необходимо было чистить чуть ли не каждые две-три недели.

Достоинством сифона с уменьшенным диаметром корпуса является относительно редкая необходимость в его периодической чистке. Объясняется это тем, что за счёт миниатюризации сифона уменьшается площадь проходного сечения каналов в областях, где вода течёт в радиальном направлении и вверх в вертикальном направлении. Это приводит к сравнительно большему уменьшению площади сечения соответствующих каналов и следовательно, к увеличению скорости течения воды, что так необходимо для повышения эффективности очистки каналов отвода от загрязнений.

Несомненным достоинством такого сифона перед крупным трубным сифоном является факт более редкой необходимости его чистки. Кроме того, у этого сифона высота гидрозатвора составляет 80 мм. Сейчас таких сифонов на рынке практически не наблюдается, а они очень необходимы для строящихся ныне зданий повышенной этажности.

Имеются и недостатки, общие для сифонов бутылочного типа. Строительная высота у сифона малого диаметра очень большая — 265 мм, что делает его пригодным только для моек и лишь для части умывальников со свободным пространством под раковиной.

Учитывая недостатки сифонов бутылочного типа, разработчики вернулись к созданию сифонов трубного типа, уже новых конфигураций, отличных от первых образцов с учётом новых знаний и новых материалов. Один из таких сифонов серийно выпускается и имеется в розничной продаже.

Этот сифон, как и трубный сифон, выполненный из металла, имеет плавно изгибающиеся каналы и поэтому у него сравнительно низкое гидравлическое сопротивление. Кроме того, у него гладкие каналы благодаря выполнению их из пластмассы. Поэтому в них не могут зацепиться разные нитевидные загрязнители. Однако из-за большого диаметра каналов, уменьшающих скорость движения воды для выталкивания вверх сравнительно тяжёлых загрязнений, на начальном участке подъёма воды вверх загрязнения скапливаются и через какое-то время препятствуют поступлению воды в отводную часть трубы гидрозатвора.

Производители для удаления загрязнений иногда в нижней части колена гидравлического затвора выполняют штуцер с гайкой-крышкой и эластичным уплотнением. Достаточно её отвернуть и помочь загрязнениям удалиться из канала гидрозатвора. Конечно, можно удалить эти загрязнения в отводную трубу с помощью вантуза. Однако, как показывает опыт, эффективность такой процедуры малоэффективна. Это потому, что скопление грязи происходит в трубке, из которой грязь не очень-то охотно вымывается не очень интенсивным потоком.

Автор в 2022 году установил такой сифон на кухне в мойке и получил много новой информации на основании эксплуатационных испытаний. Дело в том, что стальные трубы за 40 лет эксплуатации так проржавели, что отделившиеся куски ржавчины забили штуцер горячей воды у основания смесителя, и горячая вода шла предельно маленькой струйкой с расходом 0,05 л/с. Естественно, и холодную воду для получения тёплой воды приходилось также не очень сильно открывать. Поэтому в сифон поступал не нормативный расход воды, а существенно меньший. Естественно, это приводило к быстрому засорению сифона. Однако с помощью гофрированного вантуза удавалось как-то частично справиться с этой проблемой и бóльшую часть этих загрязнений отправить в канализационную сеть.

Как недостаток, можно отметить некоторую «неуниверсальность» этого сифона, так как его можно использовать только в мойках и умывальниках даже в домах повышенной этажности. Использовать же в ваннах и поддонах уже не получится. Высота его гидрозатвора близка к 80 мм, но строительная высота составляет 230 мм.

Вообще, со строительной длиной сифонов имеется масса проблем, особенно в душевых поддонах, которые стараются установить так, чтобы их борта размещались как можно ближе от пола, и высоту эту как-то увязывают с высотой ступенек лестничных маршей. Она составляет примерно 150 мм. Если высоту отбортовки поддона принять равной 50 мм, то зазор между дном поддона и полом будет составлять менее 100 мм (в зависимости от толщины дна поддона).

Если ещё учесть, что минимальная величина высоты гидрозатвора должна быть 60 мм, то понятно, что даже при использовании труб диаметром 40 мм трудно создать сифон с удовлетворительными рабочими характеристиками.

Зарубежные специалисты, чтобы уложиться в такие размеры, просто выпускают сифоны с высотой гидравлического затвора, равной всего-навсего 30 мм. И это неграмотно спроектированное оборудование находит широкий сбыт в нашей стране, в которой уже налажено массовое строительство жилых домов повышенной этажности, в которых, согласно нашим оценкам и выводам скандинавских специалистов, высота гидрозатвора должна быть 80 мм, а в остальных случаях — не менее 60 мм.

Такие же проблемы возникают с расстоянием между дном ванны и полом. Сейчас это расстояние отечественными стандартами устанавливается от 120 до 150 мм, а в прошлом веке было до 220 мм.

В определённой степени для ванн эта проблема решается применением трубного сифона. Этот сифон является модернизированным вариантом сифона предыдущей конструкции, у которого отсутствовала заглушка, а торец был такой же, как и торец под выпуском. Его строительная высота равна 120 мм при высоте гидравлического затвора около 70 мм. Даже предусмотрена заглушка для удаления продуктов засорения. Вроде бы всё замечательно, однако есть очень серьёзные недостатки.

Во-первых, поступающая с потоком воды грязь очень быстро скапливается в кармане в области заглушки из-за того, что поток воды «зажат» в месте, где вода входит в горизонтальную часть корпуса сифона. Кроме того, тяжёлые частицы не могут подниматься вверх из-за большой площади сечения вертикального отвода, да и относительно лёгкие частицы не могут покинуть глухой карман в области заглушки. Если же этот сифон установлен под чашей ванны или под дном поддона, то в процессе его обслуживания появится желание высказать немало замечаний тем, кто разработал такой сифон. Кроме того, штуцер отвода почему-то расположен горизонтально, а не с уклоном 0,03.

Ещё один недостаток этого сифона является скорее курьёзом. Горизонтальные концы сифона имеют одинаковую резьбу, поэтому сантехнику, работающему в лежачем положении, несложно перепутать места накидной гайки и гайки-заглушки. При этом отводная канализационная труба может быть присоединена к нижнему штуцеру. Такие случаи уже были, и некоторые видео с ними были опубликованы в интернете. Однако даже при правильной сборке, когда гайка-крышка отвернётся для освобождения от загрязняющих частиц, всё содержимое кармана выльется на пол. И убрать эту грязь будет очень сложно, так как и швабра, и даже тряпка могут не пройти между нижним штуцером сифона и полом.

Известен ещё один сифон трубного типа со строительной высотой 130 мм и высотой гидрозатвора, равной 60 мм. Он может использоваться в умывальниках мойках и в ваннах.

Его достоинство по сравнению с предыдущим сифоном заключается в том, что каналы этого сифона гладкие, поэтому в них загрязняющие частицы и нитеобразные включения не будут нигде зацепляться, и чистку сифона можно с успехом осуществлять с помощью вантуза, не прибегая к разборке сифона. С помощью вантуза можно обеспечить скорость воды, достаточную для удаления загрязняющих частиц практически любой плотности, если они не «приварились» к внутренним поверхностям гидрозатвора. В последнем случае помогает горячая вода под повышенным напором, о чём будет рассказано несколько ниже.

Для эффективности очистки вантуз следует выбирать с как можно бóльшим внутренним объёмом в свободном состоянии (не менее 0,5 л). Таким свойством обладают гофрированные эластичные вантузы.

Очистка сифонов от загрязняющих частиц — очень сложное и неприятное занятие. И всё это потому, что с давних времён вся сантехника разрабатывалась в расчёте на то, что потребитель будет обслуживать её сам, лишь иногда прибегая к услугам специалистов. Когда-то так и было с любой другой техникой. Сейчас, когда уровень конструкторов существенно вырос, а требования к бытовым изделиям достаточно полно «гостированы», пора избавить потребителя от необходимости технического обслуживания любых сантехнических изделий, в том числе и водосливных сифонов.

Учитывая такую потребность и общественную установку, автор под эгидой и при поддержке ООО «Вымпел-М» и ООО «ИнкоЭр», а также при участии специалистов этих компаний разработал универсальный самоочищающийся водосливной сифон. Были изготовлены макеты сифонов, которые прошли стендовые и эксплуатационные испытания, затем были доработаны на основании результатов тестов, и в настоящее время ведётся подготовка к серийному производству сифонов новой конструкции под лозунгом не «импортозамещения», а «импортовытеснения». Ни один зарубежный, а также отечественный сифон по соотношению «стоимость / характеристики» не может конкурировать с новым водосливным универсальным самоочищающимся трубным сифоном.

Конструктивная схема самоочищающегося водосливного универсального устройства с гидрозатвором приведена на рис. 5, где цифрами обозначены: дно чаши 1; решётка выпуска 2; комбинированное эластичное уплотнение выпуска 3; корпус выпуска 4 со штуцером перелива 5 и кронштейнами 6 с гайкой 7; крепёжный винт 8; втулка выпуска 9; корпус гидрозатвора 10 со штуцером 11 для подвода воды для очистки гидрозатвора; накидные гайки 12; эластичные уплотнения 13; втулка отвода 14; труба отвода 15; круговые проточки 16 и 17, являющиеся направляющими для полотна ножовки при отрезании верхних частей втулок 9 и 14 с целью уменьшения строительной высоты сифона со 150 мм до 130 мм с одновременным уменьшением высоты гидравлического затвора с 80 до 60 мм.


Рис. 5. Конструктивная схема универсального самоочищающегося пластмассового водосливного устройства с гидрозатвором (1 — дно чаши; 2 — решётка выпуска; 3 — комбинированное эластичное уплотнение выпуска; 4 — корпус выпуска; 5 — штуцер перелива; 6 — кронштейн; 7 — гайка; 8 — крепёжный винт; 9 — втулка выпуска; 10 — корпус гидрозатвора; 11 — штуцер для подвода воды для очистки гидрозатвора; 12 — накидные гайки; 13 — эластичные уплотнения; 14 — втулка отвода; 15 — труба отвода; 16 и 17 — круговые проточки)

Самоочищение этого сифона достигнуто за счёт установки на выпуске решётки с существенно малой величиной гидравлического сопротивления, которая пропускает воду с достаточно большими расходами, позволяющими эффективно транспортировать загрязнения сифона в канализационную сеть. Одновременно каналы сифона плавно изменяют направление течения воды. Кроме того, в этом устройстве установлен штуцер 11, к которому из водопроводной сети через кран подводится под давлением желательно горячая вода. Он нужен для быстрой очистки сифона в случае его аварийного засорения. Кран устанавливается в удобном месте и открывается на несколько секунд. К нему и к штуцеру 11 подсоединяется гибкая подводка. Аварийное засорение сифона может произойти при постепенном скоплении густого жира или сгустков мыла, удаление которых потребует демонтажа устройства и его разборки. Аналогичные засорения могут появиться в результате попыток очищения сифонов некоторыми химическими очистителями.

Немаловажными, а может быть и основными факторами повышения степени очищения в новом водосливном устройстве с гидрозатвором являются некоторое уменьшение проходного сечения канала, отводящего воду вверх, а также выполнение отверстий в дне решётки С-образной формы. Особое нововведение в конструкции нового водосливного устройства заключается в создании удобства очищения засора колена гидрозатвора секундным открытием крана, размещённого в удобном для доступа месте.

Универсальность этого водосливного устройства объясняется ещё и тем, что имеется простая возможность, если возникнет необходимость, прямо на месте монтажа уменьшить его строительную высоту на 20 мм.

Заключение

Таким образом, создано водосливное устройство с гидрозатвором, которое по своим характеристикам, удобству обслуживания и стоимости изготовления полностью соответствует современным требованиям, включая требования отечественных и мировых стандартов.

Замечание автора

Автора очень огорчает, что водосливное устройство с гидрозатвором во всех документах, в том числе и в ГОСТ 23289–2016 [1] называется «сифон». На самом деле в этих устройствах сифонирующий эффект отсутствует полностью. Здесь следует применять термин «гидрозатвор», который защищает от попадания канализационных газов в помещение, в котором используется это водосливное устройство. Называть «сифоном» такое водосливное устройство может только человек, очень далёкий от гидравлики, как науки. Озвученное замечание должна исследовать какая-то комиссия, например, та, которая в последнее время занимается разработкой межгосударственных стандартов.