新型停水自动关闭阀结构、特点及操作要点

张金龙 曹 艳

（西安航空技术高等专科学校机械工程系，陕西 西安 710077）

1 前言。在日常生活中，由于停水时忘记关闭阀门，来水时也没能及时关闭阀门，造成水资源浪费甚至形成安全隐患的情况屡见不鲜。随着全民节水概念不断深入人心，这一问题引起各方关注。因此急需设计一款可以在停水时自动关闭的水阀，它能够在停水后即使人们忘记关闭水龙头也能实现自动关闭，而再次来水时不至于出现水患的情况，能够有效的节约水资源。

要实现自动关闭功能首先要有动力，这方面可以借助磁性元件的磁力、弹性元件的弹力、重力等外力，同时考虑供水和停水时的水压变化，通过联动机构实现。

2 停水自动关闭阀的结构及特点。利用水压、重力等力学特性，经过一系列的实验、改进，研发出一种简单、可行的带有停水自锁机构的水阀。这款水阀为纯机械构造，以阀体为主体框架，配有阀芯、密封圈、偏心轮以及手柄，无弹性元件，工作状况不受环境和时间的限制，结构简单，造价低廉并方便拆换，整体可靠性高。

停水自动关闭阀结构原理如图1所示，实物如图2所示。序号1为水阀的偏心轮，2为O型密封圈，3为V型密封圈，4为阀体，5为阀芯，6为销轴，7为手柄。阀体4是主框架，用来装配其它元件，有进水口和出水口；阀芯5的顶端与末端分别装有V型密封圈3和O型密封圈2，V型密封圈3利用其锥面与阀体4内部锥面配合实现停水时密封，而O型密封圈2与阀体4内壁的接触实现来水时对水阀末端的密封，在阀芯5的中部开两个贯通的过水槽；阀体4和偏心轮1利用圆柱销6连接，手柄7和偏心轮1通过螺纹连接。有水时，水的压力推动阀芯5与偏心轮1接触，产生摩擦力，使手柄7停留在水平位置，保持水路畅通。停水时，水压消失，摩擦力也随之消失，手柄7重力产生力矩，使偏心轮1绕圆柱销6转动，偏心轮1和阀芯6之间产生了间隙，当再次来水，水压推动阀芯运动，V型密封圈3与阀芯5接触，阀门关闭。

3 停。将阀门安装于水管转折处，进水管接阀门进水口，出水管连到出水口。有水时，将手柄7转至水平位置，如图1（a）所示，阀芯5被偏心轮顶起，V型密封圈锥面和阀体4锥面分离，水流通过间隙，再经过过阀芯上的过水槽，流至出水口。此时阀芯5与偏心轮1之间产生的摩擦力让手柄7保持在水平位置，水阀处于开启状态，水流正常通过。停水时，水压卸去，手柄7靠自重落下，带动偏心轮1转动，来水时阀芯5就能向下复位，达到自闭目的。正常供水时如需要关闭阀门，可以手动将手柄拨下来，阀芯5在压力作用下带动V型密封圈压紧阀体，实现水阀关闭。

图1 停水自动关闭阀结构原理图

图2 停水自动关闭阀外观及主要零件

结论

该停水自动关闭阀，利用水压形成摩擦，以重力为动力源，结构上采用偏心机构。通过了合理的推理和严密的力学计算，在水阀样品制造成功后又经过多次试验，安装方便，性能可靠。水阀无任何弹性元件，零件数目较少，外形小巧美观，密封性好，能够承受较高的压力，制造成本低，市场前景好。该阀结构上利用了重力，具有一定方向性，为适应不同安装位置，可做成系列产品。

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