节能水龙头设计.doc

摘要
水龙头是生活中使用频率较高的简单机械装置，由于其结构存在密封不够完善，水龙头没有人在场的情况下导致水资源浪费造成一系列经济财产损失在日常生活中屡见不鲜，所以有必要解决传统水龙头存在的密封和突然来水时自动关闭的问题，本文对水龙头的结构进行了必要的改进和创新，其中创新来自对日常生活中所使用的一些机构和本学期学习的液压基本知识，包括自动圆珠笔的循环开闭功能，和水压对活塞和阀芯的作用力还有单向阀的线密封等机构进行了参考以及流量反馈调节，组合创新成可以解决和避免水资源浪费的新型机构，从而实现节能环保的新型机械结构装置。
关键字：循环开闭线密封流量反馈调节节能环保
前言
水龙头是水咀的通俗称谓，用来控制水流的大小.开关在学校水房中总能看到水龙头在哗哗流水，有的是没有关水龙头，有的是忘了关水龙头现在生活中大量使用的水龙头大多属于旋钮式，其结构简单造价低廉是其优势，但也存在着密封不够出现意外情况是不能自闭。与现在社会的节能环保理念格格不入。自身具备“节水环保”功能才可称“节水龙头”。节水属于社会概念，即水在使用的过程中，体现出“省减、限制、俭省”功能。
创新背景
目前市面上所出售的节水水龙头，主要有陶瓷芯片式、变距式、自闭式等多种高新技术的新型水龙头。中国的节水龙头还处在发展阶段，在市场上流通的产品大多是一些引进的外国产品，或者是外国的产品直接进入中国市场。国外产品价格高且没有“无人来水自闭”功能。所以有必要创新水龙头机构，以提高水资源利用效率利用率，为建设节约型社会贡献我们机械类技术人员的一份力量。本组设计的节水水龙头前景广阔，根据现在市场上出售的各种水龙头来看，我们设计水龙头具有省减，限制和俭省.
创新亮点
本机构属于组合创新，通过观察生活中的机械机构和学习专业知识组合成新型机构，以重点解决解决水龙头密封和自闭问题。
1自动圆珠笔按钮循环开关和线密封结合：通过变型自动圆珠笔循环按钮和线密封，改善了原来旋钮式开关的密封不良现象，且密封效果随压力增大而严密。且自动圆珠笔按钮循环开关操作简单符合人体工程学原理。
2弹簧锁自锁装置：通过观察弹簧锁锁门过程，应用在节水龙头结构中实现连续出水的功能
3稳定流量；通过弹簧和活塞组合，在水压作用下形成负反馈结构，出口水压变化，龙头出水口流量自动改变。
4斜面与销组合；改变活塞位置，控制龙头的开启与关闭
传统水龙头存在问题
传统水龙头通过旋转扳手扳手带动阀芯一块旋转，阀芯上有以通孔，通过改变通孔现对于阀体的先对角度控制水龙头的开启与关闭，其阀芯使用时间长后间隙变大配合精度无法保证，导致漏水。再者，由于阀芯的频繁使用导致水龙头的寿命降低。在水龙头开启状态时，如果突然来水，水通过阀芯通孔流出导致水源浪费。
1、传统水龙头原理图

图1.1原理装配图
1--扳手2--阀杆3--阀芯4--阀体
2、传统水龙头原理
旋转扳手1，阀杆2和阀芯3一起运动，阀芯3上有一通孔，随着孔的位置相对于阀体的变化控制水龙头的开启与关闭。
创新方案设计
由于传统水龙头存在以上缺陷，所以我们就根据实际要求设计出以下方案，结构装配图如下所示

图1-2水龙头开启时装配图
1--阀体2--弹簧3--连动销4--阀盖5--销6--连杆活塞
7--转子8--定子9--按柄10--按套11--弹簧12--密封圈
13--密封垫14--阀座15--密封垫16--弹簧17--连动销座
18--活塞19--密封套

图1-3阀体关闭时原理图
1、原理介绍
正常使用时按动按柄9，转子7和活塞连杆6一起向下运动，活塞连杆卡在阀体上连杆活塞弹簧11受压销5联动销座17向下运动弹簧11受压，联动销3向下运动，活塞18上的斜面受到向左的动力，活塞18克服摩擦力和管道水压力向左运动，水流进入阀体上的孔进入阀体内，阀体上下相连，水流连续流出龙头。再次按动按柄9时转子7和活塞连杆6下行，转子转过一定角度然后弹出连动销3和销5上行，活塞3受到弹簧压力克服摩擦力和水压向右运行到孔右侧，关闭龙头，同时连动活塞6受到弹簧16和水压形成线密封，起到密封作用，当水龙头开启无人在场时，连动销处于上行位置，突然停水连动销3受到弹簧2推力向右运动使连动销整体处于活塞18右侧形成自锁，当来水时，活塞18被连动销3锁死。实现“无人自闭”功能。当水龙头处于使用状态，水压对18又具有反馈作用，18能自动调节进水口流向出水口的流量。如果需要再次使用时只要按动按柄9即可。注意弹簧2的弹力略大于连动销3与阀体之间摩擦力和水压力之和。
2、结构优势
自动圆珠笔按钮循环开关水龙头改变了传统旋转式或摇动式开闭水龙头方式，突破了传统的开启方式，将旋转运动为直线运动,一次性开启关闭水龙头。解决了使用过程中关不严滴水漏水问题。断水后，弹簧2迅速把活塞18推至阻塞位，水龙头在开启状态下连动销3能自动锁死活塞