一种机械式停水自闭水龙头的构思.docx

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1、一种机械式停水自闭水龙头的构思王成城，张凯(郑州科技学院机械工程学院河南郑州450064)摘要：在日常生活中，因为突然停水而又忘记关闭水龙头而造成自来水浪费的现象时常出现。基于这种现象，本文构思了 种机械式停水自闭水龙头，能解决因停水后忘记关水龙头而导致来水后自来水白白流失的问题，进而节约水资源。关键字：水龙头；停水自闭；机械式；构思中图分类号：TH112文献标识码：AA Mechanical Automatic Closing Faucet IdeaWang Chengcheng,Zhang Kai(School of Mechanical Engineering, Zhengzhou In

2、stitute of Science & Technology, Zhengzhou 450064,China)Abstract: In daily life, it is common that cutting off suddenly the water supply and forgettingto turn off the faucet and cause water wasting phenomenon.Based on this phenomenon, this paperdesigns a kind of mechanical water autistic faucet, can

3、 solve the water because after forgot to turnoff the tap to tap water wasted after water problems, and saves water resources.Key words:faucet;cut off automatically when cut off the water supply;mechanical;ideao前言水龙头是日常生活中必备的装置之一，种类繁多，按开启方式来分，可分为旋转式、扳手式、抬启式和感应式等;按阀芯来分，可分为橡胶芯、陶瓷阀芯和不锈钢阀芯等，今后发展方向是智能化W。但

4、是，在停水后能实现自闭功能的很少，比较先进的有感应水龙头，通过电控制可以实现停水自闭，但这是通过电来控制，第一不安全，第二耗费能源。尽管现在出现了一种机械式自动节水水龙头，但是，它的停水自闭控制装置和水龙头是分开的两个装置，在一定程度上使机构变得复杂，在材料上也是一种浪费；其次从用户方面来说水龙头方便好用对水龙头十分重要。为此，本文根据节水的内涵和节水方法，构思了一种新型的停水自闭水龙头，控制装置和水龙头融为一体；并且改变了传统球形阀的设计，用圆柱状活塞代替，并用水压密封，用弹簧拉杆自锁逻辑判断实现纯机械式停水自闭。1水龙头基本结构如图1所示，水龙头的整体效果和普通的水龙头基本外形类似，整体构

5、件如图2所示。图1水龙头整体效果Fig 1 faucet integral effect1-外壳；2-变形凸轮；3-弹簧1 ； 4-手柄；5-弹簧2； 6-拉杆；7-转动挡板；8-活塞；9-转杆；10-密封圈；11-上端盖图2水龙头整体结构Fig 2 faucet integral structure部分零件的装配关系弹簧5的装配（如图3）,在正常和工作状态弹簧5一直处于拉伸状态，弹簧5的一端和外壳1的凸起a相连另一端和拉杆6的凸起b相连。弹簧3的装配（如图4）,它的一端和转动挡板7相连，另一端和外壳1相连，在正常情况下，弹簧3处于原长状态，工作状态处于拉伸状态。图4弹簧3的装配图3弹簧5的装

6、配Fig 3 Spr ing 5 assemblyFig 4 Spr ing 3 assembly如图5活塞a处的阶梯空和如图6的转动挡板b处相配合，这样使装配既简单又牢固。图5活塞剖视Fig 5 Piston section图6转动挡板Fig 6 Rotation board2水龙头工作原理在有水的情况下，入水口处有正常的水压，如图7所示，转动挡板7受到水的压力，为了保证这个压力，制造时入水口的直径应该比出水口稍小，保证能让水及时的流出。由于杠杆原理，转动短板7要转动，但是拉杆6和转动挡板7接触是斜面，运用斜面自锁，即当斜面达到一定角度，并且挡板7对拉杆6的支持力沿拉杆6的轴向分力小于两个斜

7、面之间摩擦力在拉杆6轴向的分力时达到自锁，此时再大的水压也推不开拉杆6,这样就保证了水龙头在有水的情况下处于关闭状态。图7斜面自锁Fig 7 cant self-locking使用时,如图8所示，拉开拉杆6,转动挡板7受到水的压力，转动，松开手后拉杆6被转动挡板7挡住，从而打开水龙头；关闭时，如图9所示，使手柄4转动90度，变形凸轮2刚好把转动短板7顶到竖直位置，这时拉杆6刚好达到自锁位置，在弹簧5的拉力下,运动至自锁状态，水龙头关闭。图8使用状态(1)Fig 8 operat i ng condition (1)图9使用状态(2)Fig 9 operat i ng condition (2)

8、为了保证正常工作状态，通常有以下两种需要水龙头自闭的情况:2.1 停水过程中人为开启后自闭在停水过程中，入水口一直没有水压，当拉动拉杆6时，在弹簧3的微弱拉力下，水龙头关闭状态不变，如图10所示。如图11所示，拉杆6在弹簧5的拉力下处于自锁状态，无论是否转动手柄4,都不影响自锁状态，继而保持了关闭状态。这样确保了有人在不知道是否有水的情况下随意的拉动拉杆6或者转动手柄4,水龙头都能保持关闭状态。图10停水状态图11停水状态Fig 10 cut off the water (1)Fig 11 cut off the water (2)2.2 使用过程中停水后自闭有水的情况下，工作状态如图12所示

9、，挡杆6被转动挡板7顶住，水龙头处于开启状态；若突然停水，瞬时状态如图13所示，在弹簧3的拉力卜，使拉杆6刚好处于自锁位置,为确保此功能的实现，条件是:使拉杆6的顶端和转动挡板7的半圆形侧面的粗糙度较小，使这两个工作面比较光滑，即摩擦力很小，小于弹簧3的拉力；然后如图14所示在弹簧5的拉力下达到自锁位置关闭水龙头。图12突然停水状态图13 突然停水状态图14突然停水状态Fig 12 suddenly cut off the water (1) Fig 13 suddenly cut off the water (2)Fig 14 sudden Iycut off the water (3)3水

10、龙头的密封3.1密封CHA。根据小Y形密封圈（如图15中的1所示）和唇型密封圈的启发，特意对它进行改进，如图（16）图（17）所示 图（16）中的1和2是对小Y型密封圈和唇形密封圈的结合,图（17）中的3结构受的压力越大，密封性越好，起到双重密封的作用。图15小Y形密圭寸圈图16密封圈Fig 16 sea I图17密封圈外观Fig 17 sea I appearanceFig 15 Y sea I3.2活塞如图（18）所示为活塞的基本外观，其材料选用丁苯橡胶，既有很高的耐磨性，又有很好的耐老化性件兀 当关闭水龙头后，薄壁凸台3的外壁4和进水口的内壁重合，此时内壁充满高压水，这样会给内壁1 一个

11、压力，使密封更紧密；倒角2和进水口的倒角重合，又进一步确保了密封。图18活塞Fig 18 p i ston对于上端盖的密封，采用牙型为等腰三角形的管螺纹，利用其本身变形就可以确保连接的密封性，不需要任何填料”纥4结论本产品通过简单机构实现纯机械自锁，利用水压以及杠杆结构实现逻辑顺序判断达到节水目的，解决了停水忘关水龙头的问题，特制的活塞和密封圈保证了水龙头本身的密封性,具有很高的可行性和实用性。参考文献：1苏志军，尹玉杰，张清双.阀门制造工艺.北京：化学工业出版社，2010, 102翁海珊，王晶.第一届全国大学生机械创新设计大赛决赛作品集.北京：高等教育出版社，2006. 53马佳，孟妍，袁涛

12、卫.浴水龙头产品情感化设计要素.重庆科技学院报，2009. 84许萍，刘晓东.水龙头与节约用水.北京建筑工程学院学报，2002.95孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理（第七版）.北京：高等教育出版社，2011.116左健民.液压与气动传动.北京：机械工业出版社，2012. 17黄志昌，黄鹏等.液压与气动技术（第2版）.北京：电子工业出版社，2010, 78支道光.机械零件材料与热处理工艺选择.北京：机械工业出版社，2007, 129王章忠，机械工程材料.北京：机械工业出版社，2011.610濮良贵，纪名刚.机械设计（第八版）.北京：高等教育出版社，2012.2此设计专利号：ZL2013202047

13、30王成城（19904）,男，汉族，郑州科技学院10级机械设计制造及其自动化专业，邮箱:626703001 qq.con.联系电话：15188398326张凯（1984.11-）,男，汉族，郑州科技学院机械工程学院机械教研室教师附录资料：不需要的可以自行删除实木地板面层施工工艺标准目录1适用范围82施工准备81.1 技术准备81.2 材料要求81.3 机具设备91.4 作业条件93 施工工艺103.1 工艺流程103.2 施工要点103.3 季节性施工144 质量标准144.1 主控项目144.2 一般项目145成品保护156应注意的质量问题167 质量记录168 安全、环保措施178.1 妥

14、全操作要求178.2 环保措施17实木地板面层施工工艺标准适用范本规范适用于建筑装饰工程中实木地板面层的施工。施工准备技术准备2.1.1 实木地板的质量应符合规范和设计要求，在铺设前，应得到业主对地板质量、数量、品种、花色、型号、含水率、颜色、油漆、尺寸偏差、加工精度、甲醛含量等验收认可。2.1.2 认真审核图纸，结合现场尺寸进行深化设计，确定铺设方法、拼花、镶边等，并经监理、建设单位认可。2.1.3根据选用的板材和设计图案进行试拼、试排，达到尺寸准确、均匀美观。2.1.4选定的样品板材应封样保存。提前做好样板间或样板块，经监理、建设单位验收合格。2.1.5对操作人员进行安全技术交底。铺设面积

15、较大时，应编制施工方案。2.2材料要求2.2.1 实木地板：实木地板面层所采用的材料，其技术等级和质量应符合设计要求，含水率长条木地板不大于12%,拼花木地板不大于10%。实木地板面层的条材和块材应采用具有商品检验合格证的产品，其产品类别、型号、适用树种、检验规则及技术条件等均应符合现行国家标准实木地板块GB/T15036. 16的规定。2.2.2 木材：木龙骨、垫木、剪刀撑和毛地板等应做防腐、防蛀及防火处理。木龙骨要用变形较小的木材，常用红松和白松等；毛地板常选用红松、白松、杉木或整张的细木工板等。木材的材质、品种、等级应符合现行国家标准木结构工程施工质量验收规范(GB 50206-2012)的有关规定，铺设时的含水率不大于12%。拚花木地板的长度，宽度和厚