新型自动旋转式双控水龙

头龙宇　孙永明

摘 要：通过对常用水龙头的探究，吸收其优点，补足其缺点，研发出一种新型自动旋转式双控水龙头，该水龙头具有人工和机械双重控制。该水龙头既能手动开关，也可以在开启后无人关闭时自主关闭。在达到节水的目的下，在设计上简化，以达到降低成本，提高可靠性。

关键词：水龙头；自动旋转；机械式及自闭式；优化设计

前言

我们在从小的教育中，常常听到“节约水资源，保护地球”等等的宣传标语。从小的耳濡目染，让我们看到公共卫生间里的水龙头总是时不时哗哗地有水流淌，没人在使用，这是我们应该想办法避免的。也许老式的水龙头是人们忘记关闭，也许按压式水龙头是人们真的用不了这么长时间，总之，这浪费是痛在我们心里，无人不惋惜。我们应该拿出我们的行动，尽可能为此改变一些。

1 水龙头的现状

市面上现如今最常见的为三种水龙头：自闭式水龙头（即按压式水龙头）、感应水龙头和普通水龙头。前两者多用于公共场所中，因为其关闭不需要人为，可以最大限度避免因人的因素造成的浪费。但深究其使用过程，按压式水龙头出水时间在出厂设定好以后，再无调节，或多或少会有相对于使用者來说太久的时刻，因此出现了人走水还在流淌的情况。感应式应该高档一些，没有这些情况？是，它对水的控制是做到了及时，但是它是电子的，有感应头，如果环境变化（例如感应头上有污渍，环境温度变化，手臂温度太低等等）都会出现人们无法使其开启使用，大家都会觉得尴尬，不会喜欢，而且这也违背了设计初衷，并且成本相对普通水龙头太过高昂，随之而来的是维护不便，成本过高。所以我们应该推出一款出水及时，节水且可靠的水龙头。

2 新型自动旋转式双控水龙头研发

文章探究了节水的内涵和已有的节水方法[1]的优缺点，构思出一种新型自动旋转式双控水龙头，控制装置完全与水龙头融为一体，外观没有任何不同。如图1所示，水龙头的整体效果和普通水龙头完全相似，故不会造成使用者的额外学习使用。如图2所示，为此新型自动旋转式双控节水龙头的整体部件。

2.1 部分零件的装配关系

涡卷弹簧8在正常和工作状态一直处于旋紧状态，涡卷弹簧8外端与阀壳4固联，涡卷弹簧8内端与阀杆6固联。导杆7位于涡卷弹簧8上方，与阀杆6固联，并且中空，连接阀杆6上下两部分。导杆7中有弹簧1与钢球2滑动接触；弹簧1一直处于压紧状态，钢球2一直受弹簧1向外的推力。钢球2同时和导轨3滑动接触。导轨3与阀壳4固联，并嵌入其内。阀球9与阀杆6固联。

2.2 新型自动旋转式双控节水龙头原理

采用按压式水龙头的说法，此新型自动旋转式双控节水龙头核心部件如图2所示，为两部分，即动力元件部分——涡卷弹簧8和阻尼套件。阻尼套件由内部的弹簧1给钢球2提供的向外的力和导杆7给钢球2的约束力组成的合力作用在导轨3上。由机械原理[2]可知，导轨内平面相对于圆球移动路径夹角越大，导杆7转动更快。由此可控制阀杆受合力而自动旋转的速度，以此可调节乃至设置自动关阀时间，或者分为多个坡面达到多档位控制，以精确控制开启时间，达到节水的目的。而当人给予外力由把手5传入系统又能破坏力的平衡，保证人们能够想关即关。此设计采用了较少的简单部件，达到了随时控制，想关即关，未关自闭的设计功能，且工作可靠。

3 结束语

自动旋转式双控节水龙头，具有动力部分和阻尼部分，同时配合人为的动作，达到可双重控制的功能，即随时控制，想关即关，未关自闭。同时相对于传统的机械延时器多采用齿轮系统，此阻尼套件可按设计安放多个坡面以达到多档位，扩展性强，适用范围广；同时也不受停水与否的限制，即可同时防止停水未关闭水龙头而引起的浪费或者财产损失；并且结构简单，可靠程度高，制造成本低，利于大范围采用。

参考文献

[1]你了解水吗[J].环境教育，2015（4）.

[2]权维.浅谈建筑给水排水节能设计[J].四川水泥，2015（4）.

[3]焦小蕾.关于绿色建筑给排水专业设计的一些思考[J].江西建材，2015（8）.

[4]孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理（第七版）[M].高等教育出版社，2011.

[5]白象忠，郝亚娟.非线性流体弹性力学研究进展[J].力学进展，2008（9）.

[6]李青，王青.3D打印：一种新兴的学习技术[J].远程教育，2013（8）.

[7]曾光，韩志宇，梁书锦，等.金属零件3D打印技术的应用研究[J].中国材料进展，2014（7）.

作者简介：龙宇（1993-），男，四川省达州市人，工作单位：上海海事大学，职务：学生，研究方向：机械学。