機械式自動斷水水龍頭

1、<p>　　機械式自動斷水水龍頭</p><p>　　摘要: 本文所介紹的設計產(chǎn)品是一種機械式的可自動斷水的水龍頭，將發(fā)條機構、擒縱機構和振動系統(tǒng)，以及按動伸縮機構與水龍頭相結合，既可以實現(xiàn)用戶定量少量用水的需求，避免不必要的浪費，又能從日常生活中的實際出發(fā)，為用戶提供連續(xù)大量的用水。該設計將大量出水實用和少量出水節(jié)能的理念結合在一起，擴大了節(jié)能水龍頭的使用范圍，使節(jié)水的理念深入到生活實際當中。 <

2、;/p><p>　　關鍵詞：機械式水龍頭；自動斷水；發(fā)條機構；擒縱機構；振動系統(tǒng)；按動伸縮機構；實用；節(jié)能 </p><p>　　中圖分類號： TE08 文獻標識碼： A 文章編號： </p><p>　　水龍頭從十六世紀出現(xiàn)至今，更新?lián)Q代的速度非常之快。近代水龍頭的發(fā)展更是日新月異，對于不同功用的水龍頭形態(tài)也是千變?nèi)f化。目前居家生活中常見的水龍頭多為螺旋式、扳手式、抬

3、啟式單聯(lián)水龍頭。而在公共場所，為了防止洗手后的二次污染，避免疾病的感染，多為感應式水龍頭。但感應式水龍頭在投入使用的過程中還存在一些不可忽視的問題，并且在節(jié)能上未能予以重視。本設計的出發(fā)點是使用雙重龍頭開關，實現(xiàn)少量出水和大量出水一體化，達到既節(jié)約水源又便利生活的目的。 </p><p><b>　　一、工作原理 </b></p><p>　　雙重龍頭開關由一個外部的

4、旋轉開關和內(nèi)部的按動開關組成。通過轉動水龍頭外圍的旋轉開關，將能量存儲在發(fā)條機構中。這個能量隨后將帶動旋轉開關回落實現(xiàn)自動關閉。而且轉動的圈數(shù)越多，旋轉開關沿水龍頭管壁上的內(nèi)螺紋上升的高度越高，水龍頭開啟的時間越長，出水量也就隨之增加。用戶可根據(jù)個人的實際需求來控制出水量的多少，達到無級式出水的效果。然后在旋轉開關回旋的過程中，可通過擒縱機構調(diào)節(jié)回旋速度，保證水龍頭在自動關閉的過程中能夠勻速地復位。按動開關則設計在旋轉開關的中間，呈凹陷

5、狀，此形狀設計是為了保證旋轉開關的主動性，體現(xiàn)節(jié)能的基本設計理念。其按動伸縮機構中的彈簧始終處于被壓縮的狀態(tài)，擋住出水口，當用戶向下按動開關時，該彈簧復位彈起，打開出水口，實現(xiàn)連續(xù)大量出水，再次按動即可關閉水龍頭。 </p><p>　　該水龍頭從內(nèi)到外共分三層，最外層是水龍頭的外殼，形狀如圖1所示。第二層為旋轉開關層，第三層為按動開關層。內(nèi)部結構如圖2所示。將旋轉開關①與按動開關②內(nèi)外嵌套實現(xiàn)一體化，按動開關②

6、設在內(nèi)部，與旋轉開關①聯(lián)接。外殼彎曲出水口標號為①，第二層管壁上另設一個出水口②，出水口②與出水口①位置相同。出水口②的作用在于使兩個開關獨立工作，互不影響。 </p><p>　　水龍頭工作過程如下所述：當需要大量出水的時候，按動開關②，安裝在粗桿①下方的彈簧彈起復位，細桿②均上升一定高度，則原本擋住出水口②的粗桿①被抬高，即打開了出水口②，出水口②與出水口①位置相同，此時水龍頭能實現(xiàn)大量出水；再次按動開關②，

7、彈簧被壓縮，細桿②下降，粗桿①重新堵住出水口②，即關閉了水龍頭。當需要少量出水的時候，順時針旋轉開關①，第二層連同內(nèi)部所有部件（如粗桿①、細桿②、彈簧等）整體沿水龍頭外殼管壁內(nèi)螺紋上升一定高度，相當于水龍頭的底部為空，即打開了出水口①，此時水龍頭出水；然后第二層結構會在發(fā)條與擒縱機構的共同作用下復位，再次堵住出水口①，實現(xiàn)水龍頭的自動關閉。 </p><p>　　圖1 機械式自動斷水水龍頭模型 </p>

8、;<p>　　圖2 機械式自動斷水水龍頭縱向剖視圖 </p><p>　　本方案設計運用了機械式手表中的機構原理來實現(xiàn)水龍頭無級式出水且可自動關閉的功能。發(fā)條機構、擒縱調(diào)速器和振動系統(tǒng)一同裝在圓柱形開關①的內(nèi)部，組裝成如圖3所示的模型。發(fā)條源動工作系將開關①旋轉時儲存在卷成螺線型的帶簧中的能量作為自動關閉水龍頭的能源，當彈性勢能釋放時可帶動開關①反向運動。叉瓦式擒縱機構與擺輪游絲振動系統(tǒng)相互配合，根

9、據(jù)振動系統(tǒng)的固定周期，可控制擒縱輪的轉動速度，使它在每一周期中轉過一齒，從而實現(xiàn)了發(fā)條的勻速復位。 </p><p>　　圖3 機械式自動斷水水龍頭運動構件結構簡圖（開關內(nèi)部構造） </p><p><b>　　二、尺寸設計 </b></p><p>　　機械式自動斷水水龍頭的理論設計尺寸為：總長約60mm，總高約115mm，總寬約40mm。旋

10、轉開關①為直徑21mm、高25mm的圓柱形開關，按動開關②為直徑15mm的圓柱形開關，按動開關②比旋轉開關①的位置低5mm。出水口①和②均為直徑為8mm的圓形口，每一層的壁厚為1mm，管壁上的螺紋長度為20mm。由于本設計涉及了較多的尺寸，且出于實用性等多方面的考慮，上述理論設計尺寸僅適用于設計的初期階段，并不十分準確，還需要借助軟件的模擬仿真來不斷地更改和調(diào)試，使整體尺寸與局部尺寸都限定在某一精度范圍內(nèi)。 </p>&l

11、t;p>　　為了保證使用的便利性，在投入使用前，還需要對水龍頭樣品進行開關①的回轉速度檢測，計算出無級式自動斷水水龍頭出水量。若已知關閉內(nèi)螺紋螺距P、游絲振動系統(tǒng)的振動周期T、擒縱輪的齒數(shù)為Z、主動輪系與從動輪的傳動比、水的流速q，那么當轉動圈數(shù)為N時，則可計算出水龍頭的出水量Q。這樣就可以通過實驗的方式測出旋轉圈數(shù)和出水量的關系表達式，為用戶提供使用說明手冊，內(nèi)容可包括一些常用水量旋轉圈數(shù)表，為日常生活中的用水情況提供使用說明，