"Неправильный" умывальник

После проходившего на этот раз в Минске очередного семинара по ТРИЗ и ФСА, в Ленинград вернулись его участники. По университетской традиции, все желающие студенты и выпускники ЛУНТТ приглашались "на прослушивание". Подобные мероприятия всегда заканчиваются поздно, не был исключением и этот день.

Небольшой группой в четыре или пять человек мы возвращались на метро. Вместе с нами в вагоне ехали В. М. Герасимов, он читал у нас ФСА, и его сын Иван. Не помню с чего начался разговор, но Владимир Михайлович, вдруг предложил нам решить "старинную" задачу, которую никто почему-то не решает вот уже более сотни лет.

Как можно отказать преподавателю, да еще в присутствии его сына, тем более, что "они с Иваном решили и хотелось бы посмотреть какой ответ получится у вас"? Все согласились и пообещали приготовить свои решения к следующей встрече.

Коротко объяснив присутствующим, что такое умывальник, как ни как городские, могли и не знать, Владимир Михайлович сформулировал ТП в следующем виде:

ТП 1: - "Когда мы поднимаем гвоздь умывальника - течет вода, но мыть руки нельзя, т.к. они заняты умывальником (подняли гвоздь).

ТП 2: - Когда мы отпустили гвоздь - освободились руки, можно бы их мыть, но уже не течет вода, клапан закрылся".

Еще Герасимов сказал, что "у них с Иваном получилась ТС из четырех деталей, а вы попробуйте найти решение из трех".

Двери вагона с шипением открылись на "Площади Восстания", и, быстро распрощавшись, каждый направился в свою сторону.

С Герасимовыми мне было по пути, а по времени это составляло двадцать пять минут на электричке и еще десять минут пешком. О чем шла речь, конечно уже не помню, видимо о работе, учебе… Но спусковой крючок уже щелкнул, противоречие застряло в голове навсегда и, в фоновом режиме началась его обработка. Вероятно, где-то в недрах полушарий, есть узел, отвечающий за расстановку приоритетов: - "эту мысль стереть моментально", или "эту мысль держать на поверхности всегда". Пришел, разделся, в ванне открыл кран, течет вода…, поужинал почти в полночь, лег спать - перед глазами умывальник…

Вероятно Вы ожидаете, что решение мне приснилось? Не тут-то было! Может что и приснилось, но точно не умывальник. Работа, учеба, семья… Кто прошел школу вечернего обучения без отрыва от основной работы, тот знает, что скорее на работе приснится сон, чем во сне работа. А на работе тоже была своя задача, которую в процессе учебы нужно было решить, и желательно, несколько раз, по мере освоения новых знаний по ТРИЗ. Так вот, эта задача тоже постоянно "торчала" занозой, а еще текущие "мелкие" задачки, решаемые по ходу дела, практически каждый день…

Если рассматривать ТП 1 и ТП 2, то создается впечатление, что используя умывальник вообще нельзя вымыть руки, но мы знаем, что можно. Более полутора веков эта ТС устраивает большую часть человечества, не имеющую водопровода. Как же мы умываем руки? А лицо?… Представили? Наверняка, да. И секрет прост - порция воды, которую мы набираем в ладони. Умывальник "не умеет" выполнять главную функцию - отмерять воду порциями. Эта функция ему недоступна, она перенесена на руки умывающегося. Руки, сложенные в пригоршню и выполняют (хоть и не достаточно хорошо) роль дозатора. Другую, вспомогательную функцию, держать наготове запас воды, умывальник выполняет отлично. Поэтому, когда мы умываем лицо, то набираем порцию воды в пригоршню и переносим на лицо, а когда моем собственно руки - "бренчим" гвоздем умывальника, имитируя поток воды из водопроводного крана. А вспомните-ка водопроводный кран в туалете пассажирского вагона? Внешне - водопроводный кран, а по сути - тот же умывальник. Да, еще гвоздь подпружинен так, что им уже не удастся "побренчать" как в умывальнике. Воду хранит отлично, а вот отдает - с трудом.

Итак, мы выяснили, что умывальник хорошо "хранит" запас воды, и плохо эту воду "выдает". Теперь становится очевидным, что умывальнику, для выполнения главной функции "выдать порцию воды" нужно дозирующее устройство. Причем, по условию Герасимова, устройство из трех деталей! Что мы имеем в ресурсах? Интересно, что сам умывальник состоит всего из трех деталей, корпуса (емкость для запаса воды), гвоздя (клапан и привод клапана), крышка (закрывающая емкость). Проведем мысленный эксперимент (самый дешевый в мире) - "испортим" гвоздь-клапан. Что тогда? Умывальник отлично, до последней капли, выдаст всю порцию запасенной воды. Да, порция великовата. А если в умывальнике воды всего стакан? Тогда порция хороша, но вот руки вымыть не успеем… Не беда, добавим в умывальник еще стакан, потом еще один… Перестанем подливать воду, когда удовлетворимся чистотой рук. Нас устроит умывальничек емкостью в полстакана, при условии, что по нашему требованию он будет наполняться сам.

Представим, что у нас маленький умывальник с крышкой, а вокруг него вода. Стоит приподнять крышку - умывальник наполнен и, выдает воду пока не опустеет. Нужно еще? Приподнимем крышку и опять получим полстакана воды.

Остается этот маленький умывальник встроить в уже имеющийся большой. А кто будет крышку поднимать? Естественно "испорченный" гвоздь от большого умывальника.

У гвоздя исходного умывальника удалим клапан (запирающий конус), а на его место установим резиновую крышку-мембрану, которая будет отделять воду большого умывальника от емкости дозатора. Эту емкость можно изготовить из отрезка полиэтиленовой трубы и установить в корпусе умывальника, например, на герметик. Вот и все. Конечно, в серийном умывальнике емкость дозатора нужно формовать как элемент основного корпуса. В качестве клапана-мембраны удачно подходит резиновый поршень от погружного электронасоса "Малыш". В то время это решение не было воплощено "в металле", не было нужды в умывальнике, достаточно было водопровода.

Прошло с той поры около пятнадцати лет. Вернувшись на родину, вновь столкнулся с умывальником. Поселок хоть и городского типа, но водопровод не на всех улицах. У матери старый умывальник износился окончательно, перестал держать воду, а промышленности не до умывальников, она все еще поглощена перестройкой, купить негде… Попросил знакомого жестянщика изготовить прямоугольный корпус из оцинковки без отверстий, но с крышкой. Через пару дней заказ был выполнен, а сам, за это время, выточил из капролона дозатор. Оставалось определить место для крепления дозатора и прорезать отверстие в корпусе нового умывальника.

Испытания принесли неожиданное разочарование. Почему? Если взглянуть на рисунок выше по тексту, то можно заметить, что в случае перекоса гвоздя с клапаном в корпусе умывальника, дозатор не будет плотно закрыт и порция воды будет существенно больше ожидаемой. Избежать перекоса за счет уменьшения зазора корпус-гвоздь нельзя, т.к. при маленьком зазоре перекоса не будет, но и вода не потечет. Вытекает она именно через зазор. Что бы не подвергать почти готовый умывальник существенным переделкам, поступил просто - выточил направляющий диск для гвоздя и установил его в верхней части дозатора, под самым клапаном (см. рисунки). Гвоздь изготовлен из мельхиоровой трубки диаметром 10 мм. В верхней её части имеется дренажное отверстие, через которое вода в дозаторе замещается воздухом, поступающим снизу по самой трубке.

Цифрами на рис.2 обозначены:
1 - корпус дозатора, (капролон);
2 - гвоздь, (нерж. трубка);
3 - клапан, (поршень от "Малыша");
4 - направляющий диск, (оргстекло);
5 - дренажное отверстие;
6 - прокладка (на герметик);
7 - гайка, (пробка от пластик-бутылки);
8 - заглушка, (резина или герметик).

"Правильный" умывальник служит без замечаний вот уже 8 лет. Объем корпуса составляет 20 литров, чего вполне хватает на семью из трех человек на сутки. В нижней части умывальника остается "не расходуемый" объем около 6 литров. Там осаждается взвесь, присутствующая всегда в не фильтрованной колодезной или речной воде. Периодически (летом почаще, зимой реже) этот осадок выливается при "умывании" самого умывальника.

Совершенно очевидно, что этот умывальник далек от промышленного образца и существует он в единственном экземпляре, но… Промышленность, очнувшись от перестройки, наладила выпуск нескольких вариантов умывальников для дач и садовых участков, причем, как из полиэтилена, полистирола, так и из оцинкованной жести, которые отличаются от описанного в рассказе только "внутренним содержимым". Вернее, полным его отсутствием.

В этом году у меня в гостях отдыхал автор задачи, Владимир Михайлович Герасимов. Он собственноручно испытал ТС, одобрил и настоял на опубликовании. В связи с чем выражаю ему свою признательность и надеюсь, что однажды, затосковав по правильному умывальнику, он вновь приедет в наш лесной край. И вновь будет теплый летний вечер на берегу реки, дым костра, запах шашлыка, разговоры…

Не исключено, что к тому времени появится удачное решение и для водопроводного крана…