איך זה עובד: ניאגרה ביתית

בבית מלון אמריקני ישן מאד, ששוחזר והפך למוזיאון, מונח במרכז כל חדר סיר חרס עגלגל עם מכסה מרופד. לא, הוא לא שימש לחמין או לפונדו. אלה היו השירותים כשהיה קר מדי לצאת החוצה, והריפוד נועד למנוע להחריש את הפתיחה והסגירה שלהם, כדי לא להעיר את המתאכסנים האחרים באמצע הלילה.

מנגנון המצוף

הנה מנגנון מדור קודם, עם איור שממחיש את מקומו במכל ההדחה:

מנגנון המצוף של מכל ההדחה (צילום: עידו גנדל )

המים מגיעים מהברז החיצוני (משמאל למעלה, באיור), חולפים דרך הצנרת הפנימית וממלאים את המכל. עם עליית פני המים עולה גם מצוף הקלקר ומרים איתו את ה"זרוע" שמחוברת לשאר המנגנון באמצעות ציר. כשהמנוף מספיק גבוה, הבורג המתכוונן שבקצהו מתחיל ללחוץ על עיגול גומי פנימי, שנדחק לעבר פתח הכניסה של המים. בסופו של דבר הלחץ גדול כל כך, שהגומי פשוט חוסם את המעבר והמים לא זורמים יותר. 

סיבוב של הבורג המתכוונן מניע אותו קדימה או אחורה בתושבת שלו ומקרב או מרחיק אותו מעיגול הגומי. זו אחת הדרכים לבצע כוונון עדין של הלחץ, ושל גובה פני המים במכל. אפרופו, אם האסלה משמיעה רעשים יותר מדי זמן אחרי הורדת המים, ייתכן שהגומי התייבש ולא סותם טוב את מעבר המים. בתמונה הבאה מוצגים צינור הכניסה של המים, הקצה מפעיל-הלחץ של המנוף, ועיגול הגומי (שהוצא ממקומו הטבעי באמצע, בין שני החלקים האחרים):

בתוך השסתום של מנגנון המצוף (צילום: עידו גנדל )

מנגנוני המצוף שנמכרים בשנים האחרונות הם קומפקטיים יותר, ונעזרים במצוף שנע מעלה ומטה על צינור המים האנכי במקום על זרוע נפרדת. עיקרון הפעולה, עם זאת, זהה.

מנגנון ההדחה  

בתחתית ה"ניאגרה" יש פתח עגול בקוטר גדול, שמוביל ישירות אל האסלה. רוב הזמן, הפתח הזה סגור באמצעות אטם גומי, שעליו פועלים שני כוחות מנוגדים: מצד אחד, המשקל שלו-עצמו ומשקל המים שמעליו דוחפים אותו כלפי מטה. מצד שני, המצוף שמחובר אליו מושך אותו כלפי מעלה. הכל מתוכנן כך שהכוח כלפי מטה יהיה חזק יותר והאטם ימנע, בשאיפה, כל דליפה של מים.

ברגע שאנחנו לוחצים על הלחצן, אנחנו מפעילים זרוע (אדומה, בתמונות ובסרטון בהמשך) שמרימה את האטם בכוח. הפתח נחשף והמים מתחילים לזרום דרכו בכוח הגרביטציה אל האסלה. בשלב זה, גם אם נעזוב את הכפתור הזרם לא יפסיק: עצם הזרימה של המים מפעילה כוח, שמונע מהאטם לחזור למקומו. מאזן הכוחות הזה משתנה כאשר מפלס המים במכל יורד מתחת למצוף של מנגנון ההדחה. אז המצוף כבר לא מושך כלפי מעלה – למעשה, המשקל שלו-עצמו מתווסף עכשיו לכוח שפועל כלפי מטה, וגם לחץ המים שעוברים מתחת לאטם נחלש מכיוון שיש פחות מהם במכל. האטם חוזר למקומו בתחתית וזרימת המים לאסלה נפסקת. עכשיו, כשהמכל ריק, המצוף של מנגנון המילוי שראינו קודם נמוך, ומים חדשים מגיעים בלי הפרעה מהברז שבקיר למלא את החסר.

פעולת הדחה רגילה (צילום: עידו גנדל )

לחצן חצי הכמות

רוב מנגנוני ההדחה, בעיקר בארצות שסובלות ממחסור במים כמו ישראל, כוללים לחצן נוסף שמשחרר לאסלה רק חצי מכמות המים שבמכל. איך זה מתבצע?

ובכן, תיאור ההדחה למעלה שהוצג הוא "ברירת המחדל" של פעולת הניאגרות, ובניאגרות עם פעולה כפולה, ברירת המחדל היא דווקא חצי כמות. המצוף של מנגנון ההדחה ממוקם בגובה כזה, שכאשר חצי מכל מתרוקן, האטם כבר חוזר למקומו.

הלחצן להדחת כמות מלאה גורם, למעשה, לאטם "להיתקע" במיקומו המוגבה עד שהמכל מתרוקן לגמרי. הדבר נעשה בעזרת מצוף צדדי קטן, שנמצא ממש בתחתית המכל ומורכב על ציר. מכיוון שהוא בתחתית, המצוף הזה רוצה כל הזמן לעלות למעלה ולחסום, בזכות המבנה שלו, את הירידה של האטם. עם זאת, רוב הזמן הוא חסום על ידי מעצור, לוח אנכי שתקוע בינו לבין האטם. לחצן הכמות המלאה מפעיל את ההדחה הרגילה, ובמקביל מרים גם את המעצור כך שהמצוף הקטן יוכל לעלות עד הסוף ולתקוע את האטם. רק כאשר המכל מתרוקן לגמרי המצוף הצדדי יורד, משחרר את החסימה ומתיר לאטם לחזור למקום.

המצוף והמעצור להדחה מלאה בניאגרה עם פעולה כפולה (צילום: עידו גנדל )

והנה פעולת המנגנון כולו בווידאו – חוץ מהקטע של המצופים הצפים, מכיוון שהכל צולם מחוץ למים:

מנגנוני ההדחה שנמכרים כיום בחנויות הם בדרך כלל נעימים יותר לעין, בנויים כך שרוב האלמנטים הנעים נסתרים מהעין, והכפתורים שלהם מושכים את המוטות באמצעות כבל פלדה (כמו בבלם של אופניים) במקום בלחץ ישיר. בפנים, כאמור, כולם פועלים על בסיס אותם עקרונות.