頭龍宇　孫永明

摘 要：通過(guò)對(duì)常用水龍頭的探究，吸收其優(yōu)點(diǎn)，補(bǔ)足其缺點(diǎn)，研發(fā)出一種新型自動(dòng)旋轉(zhuǎn)式雙控水龍頭，該水龍頭具有人工和機(jī)械雙重控制。該水龍頭既能手動(dòng)開(kāi)關(guān)，也可以在開(kāi)啟后無(wú)人關(guān)閉時(shí)自主關(guān)閉。在達(dá)到節(jié)水的目的下，在設(shè)計(jì)上簡(jiǎn)化，以達(dá)到降低成本，提高可靠性。

關(guān)鍵詞：水龍頭；自動(dòng)旋轉(zhuǎn)；機(jī)械式及自閉式；優(yōu)化設(shè)計(jì)

前言

我們?cè)趶男〉慕逃?，常常?tīng)到“節(jié)約水資源，保護(hù)地球”等等的宣傳標(biāo)語(yǔ)。從小的耳濡目染，讓我們看到公共衛(wèi)生間里的水龍頭總是時(shí)不時(shí)嘩嘩地有水流淌，沒(méi)人在使用，這是我們應(yīng)該想辦法避免的。也許老式的水龍頭是人們忘記關(guān)閉，也許按壓式水龍頭是人們真的用不了這么長(zhǎng)時(shí)間，總之，這浪費(fèi)是痛在我們心里，無(wú)人不惋惜。我們應(yīng)該拿出我們的行動(dòng)，盡可能為此改變一些。

1 水龍頭的現(xiàn)狀

市面上現(xiàn)如今最常見(jiàn)的為三種水龍頭：自閉式水龍頭（即按壓式水龍頭）、感應(yīng)水龍頭和普通水龍頭。前兩者多用于公共場(chǎng)所中，因?yàn)槠潢P(guān)閉不需要人為，可以最大限度避免因人的因素造成的浪費(fèi)。但深究其使用過(guò)程，按壓式水龍頭出水時(shí)間在出廠設(shè)定好以后，再無(wú)調(diào)節(jié)，或多或少會(huì)有相對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)太久的時(shí)刻，因此出現(xiàn)了人走水還在流淌的情況。感應(yīng)式應(yīng)該高檔一些，沒(méi)有這些情況？是，它對(duì)水的控制是做到了及時(shí)，但是它是電子的，有感應(yīng)頭，如果環(huán)境變化（例如感應(yīng)頭上有污漬，環(huán)境溫度變化，手臂溫度太低等等）都會(huì)出現(xiàn)人們無(wú)法使其開(kāi)啟使用，大家都會(huì)覺(jué)得尷尬，不會(huì)喜歡，而且這也違背了設(shè)計(jì)初衷，并且成本相對(duì)普通水龍頭太過(guò)高昂，隨之而來(lái)的是維護(hù)不便，成本過(guò)高。所以我們應(yīng)該推出一款出水及時(shí)，節(jié)水且可靠的水龍頭。

2 新型自動(dòng)旋轉(zhuǎn)式雙控水龍頭研發(fā)

文章探究了節(jié)水的內(nèi)涵和已有的節(jié)水方法[1]的優(yōu)缺點(diǎn)，構(gòu)思出一種新型自動(dòng)旋轉(zhuǎn)式雙控水龍頭，控制裝置完全與水龍頭融為一體，外觀沒(méi)有任何不同。如圖1所示，水龍頭的整體效果和普通水龍頭完全相似，故不會(huì)造成使用者的額外學(xué)習(xí)使用。如圖2所示，為此新型自動(dòng)旋轉(zhuǎn)式雙控節(jié)水龍頭的整體部件。

2.1 部分零件的裝配關(guān)系

渦卷彈簧8在正常和工作狀態(tài)一直處于旋緊狀態(tài)，渦卷彈簧8外端與閥殼4固聯(lián)，渦卷彈簧8內(nèi)端與閥桿6固聯(lián)。導(dǎo)桿7位于渦卷彈簧8上方，與閥桿6固聯(lián)，并且中空，連接閥桿6上下兩部分。導(dǎo)桿7中有彈簧1與鋼球2滑動(dòng)接觸；彈簧1一直處于壓緊狀態(tài)，鋼球2一直受彈簧1向外的推力。鋼球2同時(shí)和導(dǎo)軌3滑動(dòng)接觸。導(dǎo)軌3與閥殼4固聯(lián)，并嵌入其內(nèi)。閥球9與閥桿6固聯(lián)。

2.2 新型自動(dòng)旋轉(zhuǎn)式雙控節(jié)水龍頭原理

采用按壓式水龍頭的說(shuō)法，此新型自動(dòng)旋轉(zhuǎn)式雙控節(jié)水龍頭核心部件如圖2所示，為兩部分，即動(dòng)力元件部分——渦卷彈簧8和阻尼套件。阻尼套件由內(nèi)部的彈簧1給鋼球2提供的向外的力和導(dǎo)桿7給鋼球2的約束力組成的合力作用在導(dǎo)軌3上。由機(jī)械原理[2]可知，導(dǎo)軌內(nèi)平面相對(duì)于圓球移動(dòng)路徑夾角越大，導(dǎo)桿7轉(zhuǎn)動(dòng)更快。由此可控制閥桿受合力而自動(dòng)旋轉(zhuǎn)的速度，以此可調(diào)節(jié)乃至設(shè)置自動(dòng)關(guān)閥時(shí)間，或者分為多個(gè)坡面達(dá)到多檔位控制，以精確控制開(kāi)啟時(shí)間，達(dá)到節(jié)水的目的。而當(dāng)人給予外力由把手5傳入系統(tǒng)又能破壞力的平衡，保證人們能夠想關(guān)即關(guān)。此設(shè)計(jì)采用了較少的簡(jiǎn)單部件，達(dá)到了隨時(shí)控制，想關(guān)即關(guān)，未關(guān)自閉的設(shè)計(jì)功能，且工作可靠。

3 結(jié)束語(yǔ)

自動(dòng)旋轉(zhuǎn)式雙控節(jié)水龍頭，具有動(dòng)力部分和阻尼部分，同時(shí)配合人為的動(dòng)作，達(dá)到可雙重控制的功能，即隨時(shí)控制，想關(guān)即關(guān)，未關(guān)自閉。同時(shí)相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械延時(shí)器多采用齒輪系統(tǒng)，此阻尼套件可按設(shè)計(jì)安放多個(gè)坡面以達(dá)到多檔位，擴(kuò)展性強(qiáng)，適用范圍廣；同時(shí)也不受停水與否的限制，即可同時(shí)防止停水未關(guān)閉水龍頭而引起的浪費(fèi)或者財(cái)產(chǎn)損失；并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠程度高，制造成本低，利于大范圍采用。

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作者簡(jiǎn)介：龍宇（1993-），男，四川省達(dá)州市人，工作單位：上海海事大學(xué)，職務(wù)：學(xué)生，研究方向：機(jī)械學(xué)。