CN105570476A - 一种自动复位的活塞式节水龙头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动复位的活塞式节水龙头，包括外壳、顶盖、把手、把手连接器、执行器、拉杆装置、执行器复位弹簧。在水龙头打开通水状态下，如果突然停水时，则实现自动复位关闭。从而避免因为忘记关掉已经停水的水龙头，而在再次来水时造成浪费和损失。本发明具有结构简单，操作方便，不需要对原有的水管进行改装；易于制造，成本低廉；适于农村定时供送水的环境；节约水资源等优点。

Description

一种自动复位的活塞式节水龙头
技术领域
本发明涉及节水技术，更具体的说涉及一种自动复位的活塞式节水龙头。
背景技术
随着经济的发展和人口的增加，人类对水资源的需求不断增加，再加上对水资源的不合理开采和利用，很多国家和地区出现不同程度的缺水问题。解决水资源短缺问题，目前看来最有前景的解决办法是开发利用某些不可用水。比如海水淡化，地下水的开发和采集，以及两极冰川的利用等。但是对于普通大众来说，节约用水是在平常生活中最现实有效的方法。
目前广大居民使用的水龙头多是手动开闭的。如果在水龙头正常打开供水时，因为某些原因而突然停水，那么很可能会忘记关闭水龙头。再次来水时，水就会从水龙头流出，造成水资源的浪费，甚至造成其他损失。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种简单有效的自动复位的水龙头和节水阀。
其特征在于包括外壳1、顶盖2、把手3、把手连接器4、执行器5、拉杆装置6、执行器复位弹簧7；
其中外壳上有分别与顶盖以及水管配合的螺纹、竖直的圆头键槽1.1，销孔1.2；顶盖上有和外壳配套的螺纹、与把手连接器配套的孔；把手3上有非圆形的孔3.1；把手连接器包括圆盘4.1、与把手上的非圆形孔配合的非圆柱形4.2、执行杆4.3，所述圆盘4.1的直径略小于顶盖2的内径；执行器包括转动挡板5.1、旋转轴5.2、凹槽5.3、活塞5.4；拉杆装置6包括销6.1、杆体6.2、拉杆复位弹簧6.3，拉杆复位弹簧6.3为拉力弹簧，一端固定在杆体6.2上，一端固定在外壳1上；
执行器5通过外壳1的圆头键槽1.1安装到外壳1内；拉杆装置6通过销孔1.2安装到外壳上；执行器复位弹簧7的两端分别固定在外壳和执行器上；把手连接器4安装在外壳顶端；顶盖2通过螺纹和外壳连接，并和把手连接器4配合；把手3通过非圆形的孔3.1和手连接器4安装。
所述的把手连接器4上的非圆柱形4.2采用八棱柱的形式；与之配套的非圆形孔相应的采用八棱形孔。
所述外壳1和顶盖2之间安装有密封圈。
本发明具有结构简单，操作方便，不需要对原有的水管进行改装；易于制造，成本低廉；适于农村定时供送水的环境；节约水资源等优点。
附图说明
图1水龙头零件分解示意图；
图2水龙头装配图；
图3水龙头正常闭合状态图；
图4水龙头正常打开状态图；
图5突然断水、水龙头自动复位关闭状态图；
图6再次来水时水龙头的状态图。
具体实施方式
其特征在于包括外壳1、顶盖2、把手3、把手连接器4、执行器5、拉杆装置6、执行器复位弹簧7；
其中外壳上有分别与顶盖以及水管配合的螺纹、竖直的圆头键槽1.1，销孔1.2；顶盖上有和外壳配套的螺纹、与把手连接器配套的孔；把手3上有非圆形的孔3.1；把手连接器包括圆盘4.1、与把手上的非圆形孔配合的非圆柱形4.2、执行杆4.3，所述圆盘4.1的直径略小于顶盖2的内径；执行器包括转动挡板5.1、旋转轴5.2、凹槽5.3、活塞5.4；拉杆装置6包括销6.1、杆体6.2、拉杆复位弹簧6.3，拉杆复位弹簧6.3为拉力弹簧，一端固定在杆体6.2上，一端固定在外壳1上；
执行器5通过外壳1的圆头键槽1.1安装到外壳1内；拉杆装置6通过销孔1.2安装到外壳上；执行器复位弹簧7的两端分别固定在外壳和执行器上；把手连接器4安装在外壳顶端；顶盖2通过螺纹和外壳连接，并和把手连接器4配合；把手3通过非圆形的孔3.1和手连接器4安装。
所述的把手连接器4上的非圆柱形4.2采用八棱柱的形式；与之配套的非圆形孔相应的采用八棱形孔。
所述外壳1和顶盖2之间安装有密封圈。
具体参数:在设计过程中，我们考虑了压强问题，即水压对杠杆的压力问题，此外由于我们采取的特殊结构，我们还需要考虑弹簧的可承受压力问题，以及杠杆的受力问题。
杠杆采用的材料是不锈钢0Cr18Ni9，通过固溶处理，可以达到137MP的许用应力。弹簧的材料是弹簧钢，通过淬火，许用应力为471MP。
根据国家标准，自来水的水压为0.28MP
确定水压：
[σH1]＝0.28Mpa
供水水管：
S＝πd2＝0.0072π＝1.5×10-4
受力为：
F＝σ×S＝0.28×1.5×10-4＝43N
水龙头的接触面面积：
S1＝1.7×10-4
杠杆处压强：
[ σ H 2 ] = F S 2 = 0.25 M p a ≤ 168 M p a
由此校核得到第一个强度项目满足条件。
校核杠杆另一头的弹簧强度。
齿向载荷分布系数杠杆两头的长度比例为1:1
确定弹簧处强度：
F 1 = F 2 × L 2 L 1 = F 2 = 43 N
确定弹簧的疲劳强度：
τ = 8 K F C πd 2 13.5 M p a ≤ 471 M p a
弹簧强度也满足条件。
水龙头共有四种工作情况：
1、水管中有水，水龙头关闭状态，即正常关闭状态。
这时水龙头关闭，且弹簧压住销卡住挡板的转动，水龙头处于双重关闭状态，若要打开水龙头，需拉动拉杆，旋开水龙头把手；
2、水管中有水，水龙头打开状态，即正常打开状态。
这时执行器受到水流的推理和拉力弹簧的拉力，从而保持平衡，维持打开状态；如果想要关闭水龙头，旋闭水龙头把手即可。
3、正常打开状态下，突然停水。
如果水管中突然停水，由于挡板底部缺乏水压，挡板上部在弹簧的拉动下旋转，拉杆带动销卡住挡板，使水龙头自动复位到关闭状态。
4、再次来水时。
由于水龙头已经事先复位到了关闭状态，因此再次通水时，水也不会流出，避免造成不必要的浪费和损失。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种自动复位的活塞式节水龙头，其特征在于包括外壳(1)、顶盖(2)、把手(3)、把手连接器(4)、执行器(5)、拉杆装置(6)、执行器复位弹簧(7)；
其中外壳(1)上有分别与顶盖(2)以及水管配合的螺纹，竖直的圆头键槽(1.1)，销孔(1.2)；顶盖(2)上有和外壳(1)配套的螺纹、与把手连接器(4)配套的孔；把手(3)上有非圆形的孔(3.1)；把手连接器包括圆盘(4.1)、与把手上的非圆形孔配合的非圆柱形(4.2)、执行杆(4.3)，所述圆盘(4.1)的直径略小于顶盖(2)的内径；执行器(5)包括转动挡板(5.1)、旋转轴(5.2)、凹槽(5.3)、活塞(5.4)；拉杆装置(6)包括销(6.1)、杆体(6.2)、拉杆复位弹簧(6.3)，拉杆复位弹簧(6.3)为拉力弹簧，一端固定在杆体(6.2)上，一端固定在外壳(1)上；
执行器(5)通过外壳(1)的圆头键槽(1.1)安装到外壳(1)内；拉杆装置(6)通过销孔(1.2)安装到外壳上；执行器复位弹簧(7)的两端分别固定在外壳(1)和执行器(5)上；把手连接器(4)安装在外壳(1)顶端；顶盖(2)通过螺纹和外壳(1)连接，并和把手连接器(4)配合；把手(3)通过非圆形的孔(3.1)与手连接器(4)配合安装。
2.如权利要求1所述的一种自动复位的活塞式节水龙头，其特征在于：把手连接器(4)上的非圆柱形(4.2)采用八棱柱的形式；与之配套的非圆形孔(3.1)相应的采用八棱形孔。
3.如权利要求1所述的一种自动复位的活塞式节水龙头，其特征在于：外壳(1)和顶盖(2)之间安装有密封圈。
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