CN110345288A - 一种机械截水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械截水装置，包括连接于水管内的阀球；一端与所述阀球固定连接、用以在使用者扭转下带动所述阀球旋转以接通水管的阀杆以及设置于所述阀球与所述阀杆之间、用以当使用者松开所述阀杆后驱动所述阀杆和所述阀球反向旋转以截断水管的发条和齿轮释放机构；其中，所述发条的内端与所述阀杆的中部固定连接。上述机械截水装置可在原有水龙头的阀球和阀杆的基础上进行改造，齿轮释放机构能够使发条在阀杆正向旋转过程中积蓄的弹性势能缓慢地释放，提供给使用者充裕的用水周期。这一用水周期内阀球受发条和阀杆反向旋转的作用而逐步关闭，无需使用者手动操作，从而防止使用者忘记手动关闭水管或未彻底关紧水管，实现节约用水。

Description

一种机械截水装置

技术领域

本发明涉及水阀领域，尤其涉及一种机械截水装置。

背景技术

城市公共卫生间是城市基础设施的必要组成部分。现有的公共卫生间的各类截水开关需要使用者自行操作才能够开启和关闭，而使用者往往会因为种种原因没有及时关闭截水开关，由此造成清洁用水的浪费。

为此，如何令截水开关自行关闭以减少水资源浪费，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种机械截水装置，可自行关闭以停止水管向外出水，从而达到节约用水的目的。

为实现上述目的，本发明提供一种机械截水装置，包括：

连接于水管内的阀球；

一端与所述阀球固定连接、用以在使用者扭转下带动所述阀球旋转以接通水管的阀杆；

设置于所述阀球与所述阀杆之间、用以当使用者松开所述阀杆后驱动所述阀杆和所述阀球反向旋转以截断水管的发条和齿轮释放机构；所述发条的内端与所述阀杆的中部固定连接。

优选地，所述齿轮释放机构包括设于与所述阀杆同轴设置的主轮、与所述主轮啮合的中间轮以及与所述中间轮啮合、用以恒速旋转以实现所述阀球定时关闭的擒纵轮。

优选地，所述主轮的齿数多于所述中间轮的齿数。

优选地，所述中间轮具体包括：

安装于第一传动轴的第一齿轮和第二齿轮；

安装于第二传动轴的第三齿轮和第四齿轮；其中，所述第二齿轮与所述第三齿轮啮合，且所述第二齿轮的齿数多于所述第一齿轮的齿数和所述第三齿轮的齿数，所述第四齿轮的齿数多于所述第三齿轮的齿数。

优选地，还包括固定于所述阀杆的中部且位于所述发条和所述齿轮释放机构的外部的壳体；所述壳体的外周设有用以显示所述发条的释放周期以实现出水量调节的刻度尺。

优选地，所述壳体包括具有圆形端面的上盖体和下盖体，所述刻度尺环绕所述上盖体的侧壁设置。

优选地，所述阀杆与所述上盖体上端面的第一通孔焊接固定；所述阀杆与所述下盖体下端面的第二通孔焊接固定。

优选地，所述阀杆远离所述阀球的一端设有两个垂直于所述阀杆延伸且对称设置的开关把手。

相对于上述背景技术，本发明所提供的机械截水装置包括连接于水管的出口处的阀球和阀杆和设置于阀球与阀杆之间、用于当使用者松开阀杆后定时驱动阀杆和阀球反向旋转以截断水管的发条和齿轮释放机构；其中，发条缠绕于阀杆，其内圈与阀杆固定连接。

上述机械截水装置的发条在使用者正向旋转阀杆也即拧开水龙头的过程中被卷紧，当使用者松开阀杆后被卷紧的发条所积蓄的弹性势能在齿轮释放机构的约束下带动阀杆反向逐渐旋转，直至发条彻底松弛，阀杆和阀球恢复水管的关闭状态。该装置可在原有水龙头的阀球和阀杆的基础上进行改造，齿轮释放机构能够使发条的弹性势能缓慢得释放，提供给使用者充裕的用水周期。这一用水周期内阀球受发条和阀杆的作用而逐步关闭、以有效避免使用者忘记关闭水龙头而造成水资源浪费的现象，尤其是针对公共场合用水而言具有良好的节能环保效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的机械截水装置的结构示意图；

图2为本发明所提供的发条、齿轮释放机构和阀杆的安装示意图；

图3为本发明所提供的阀杆与阀球的安装示意图；

其中，01-水管、1-开关把手、2-壳体、3-阀球、4-阀孔、5-阀杆、6-发条、7-发条钩、8-主轮、9-第二齿轮、10-第四齿轮、11-擒纵轮、12-摆轮、13-上盖体、14-下盖体、15-第一齿轮、16-第三齿轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图3，图1为本发明实施例所提供的机械截水装置的结构示意图；图2为本发明所提供的发条、齿轮释放机构和阀杆的安装示意图；图3为本发明所提供的阀杆与阀球的安装示意图。

本发明提供一种机械截水装置，包括阀球3、阀杆5以及设置于阀球3与阀杆5之间的发条6和齿轮释放机构；阀球3位于水管01的出水口内，阀杆5的一端与阀球3固定连接，用于在正向旋转时驱动阀球3内的阀孔4与水管01对准以打开水管01也即打开水龙头，在反向旋转时驱动阀球3内的阀球3偏转以使水管01内壁封堵阀孔4，从而截断水管01也即关闭水龙头。

上述装置中发条6缠绕于阀杆5，发条6的内圈设有与阀杆5固定连接的发条钩7，当使用者正向旋转阀杆5时发条6随阀杆5旋转并逐渐卷紧，发条6在此过程中积蓄弹性势能；当使用者松开阀杆5时，发条6的内圈被释放，并带动阀杆5反向旋转。其中，使用者松开阀杆5时若无齿轮释放机构，则发条6的内端将在短时间内快速旋转以使发条6松弛下来，但这一过程中发条6的内圈和阀杆5受到齿轮释放机构的限制，发条6内的弹性势能不会被瞬间释放，而是在齿轮释放机构的约束下逐渐反向旋转以驱动阀球3关闭水管01，这就意味着，一旦使用者的受脱离阀杆5，则阀球3将在一段时间以后完全关闭水管01，从而防止使用者忘记手动关闭水管01或者未彻底关紧水管01，达到节约用水的效果。

需要说明的是，齿轮释放机构包括至少一组相互啮合的齿轮对，因而阀杆5的中部固定有一个齿轮、以作为阀杆5正向旋转过程中的主动轮和阀杆5反向旋转过程中的被动轮；阀杆5中部的齿轮与齿轮释放机构啮合，从而在发条6释放后约束发条6的松弛运动，也就相当于连接发条6的内端与齿轮释放机构。当然，上述齿轮也可视为齿轮释放结构的一部分，可固定安装或者直接加工于阀杆5的中部。

为了优化使用者的使用感受，上述齿轮释放机构包括与阀杆5同轴设置的主轮8、与主轮8内核的中间轮以及与中间轮啮合的擒纵轮11。显而易见，这一实施例中的主轮8也即上文涉及的固定于阀杆5中部的齿轮，当使用者正向旋转阀杆5时，主轮8随阀杆5正向旋转，并带动其余齿轮释放机构的结构同步旋转，这一过程中，发条6的内端随阀杆5旋转而卷紧、以积蓄弹性势能。由于阀杆5通过主轮8与中间轮和擒纵轮11连接，使用者松开阀杆5时发条6和阀杆5将随擒纵轮11、中间轮和主轮8缓慢释放，且基于擒纵轮11及其他擒纵机构的运动特性，阀杆5、阀球3以及发条6的内圈能够以相对恒定的速度缓慢释放，相应地对于使用者而言，水管01向外出水的速度的变化趋势相对恒定，方便使用者预估水管01关闭状态以调整其用水过程。

当然，包括擒纵轮11在内的其他擒纵机构，例如擒纵叉、摆轮12等均包括在上述齿轮释放机构内，由于本发明主要针对阀杆5以及与阀杆5连接的主轮8和中间轮进行改进，并未对擒纵机构本身加以改动，因而擒纵轮11以外的其余擒纵机构的设置可参考现有技术中的相关设置，本文对此不做展开说明。

在上述实施例的基础上，本发明所提供的机械截水装置的主轮8的齿数多于中间轮的齿数，这样一来，在发条6释放过程中，中间轮旋转多个时主轮8旋转一圈，也就是说从中间轮到主轮8的运动关系相当于一个减速结构的减速关系，可进一步减缓发条6释放时水管01的关闭周期，以方便使用者的使用。

上述中间轮可进一步包括安装于第一传动轴的第一齿轮15和第二齿轮9以及安装于第二传动轴的第三齿轮16和第四齿轮10，更具体地，齿轮释放机构还包括设置于阀杆5一侧的第一传动轴和第二传动轴，第一传动轴和第二传动轴均与阀杆5平行，且第一齿轮15和第二齿轮9同轴固定于第一传动轴，第三齿轮16和第四齿轮10同轴固定于第二传动轴。

第一齿轮15与主轮8啮合，且第一齿轮15的齿数少于主轮8的齿数；第二齿轮9与第一齿轮15同轴设置，第二齿轮9的齿数多于第一齿轮15的齿数，这样一来，从第一传动轴到阀杆5可视为一级减速。第三齿轮16与第二齿轮9啮合，第三齿轮16的齿数少于第二齿轮9的齿数；第四齿轮10与第三齿轮16同轴设置，第四齿轮10的齿数多于第三齿轮16的齿数，同理，从第二传动轴到第一传动轴又可以视为一级减速。综上，从擒纵轮11到阀杆5包括上述两级减速结构。

作为优选，齿数多的齿轮的直径大于齿数少的齿轮的直径，以保证各个齿轮的工作强度，提高齿轮释放机构的使用寿命。例如，主轮8的直径大于第一齿轮15的直径，第二齿轮9的直径大于第一齿轮15的直径也大于第三齿轮16的直径，第四齿轮10的直径大于第三齿轮16的直径，而主轮8、第二齿轮9和第四齿轮10之间并无具体限制，可根据齿轮释放机构的安装空间加以调整。

在上述任一实施例的基础上，本发明所提供的机械截水装置还包括固定于阀杆5的中部且包围于发条6和齿轮释放机构的外部的壳体2，壳体2将部分阀杆5、发条6和齿轮释放机构整合为一个封闭的结构，既方便发条6和齿轮释放机构的安装和固定，又能够避免发条6和齿轮释放机构暴露于外界而受水流的侵蚀。

其中，壳体2的外周设有用于显示发条6的释放周期的刻度尺，刻度尺所显示的范围一方面对应于阀杆5旋转的角度，另一方面对应于在齿轮释放机构作用下完全关闭水管01所需要的时间，换言之，使用者在正向旋转阀杆5的过程中可通过刻度尺获取阀杆5转过的角度，并根据这一角度所对应的标识信息得到当前阀杆5转动角度下阀球3关闭水管01的时长，以满足自身的用水需要。

壳体2可包括具有圆形端面的上盖体13和下盖体14，更具体地，上盖体13和下盖体14均呈圆柱状，且上盖体13的上端面封闭而下端面敞开，下盖体14的下端面封闭而上端面敞开，上盖体13和下盖体14合并后可形成具有圆柱状空腔结构的壳体2，发条6和齿轮释放机构均固定于前述壳体2的圆柱状空腔内。上盖体13的上端面设有用以供阀杆5穿过的第一通孔，且下盖体14的下端面设有用以供阀杆5穿过的第二通孔，阀杆5的中部穿过上述壳体2。前述上盖体13和下盖体14的形状仅为本实施例所提供的一种具体示例，生产加工这种机械截水装置或者在原有水龙头的基础上改造时，还需要针对性地结合齿轮释放机构的尺寸和结构进行设置。

上盖体13和下盖体14均可焊接以固定连接于阀杆5的中部，也就是说，当下盖体14经第二通孔穿套于阀杆5且上盖体13经第一通孔穿套于阀杆5时，将发条6和齿轮释放机构安装于上盖体13和下盖体14之间，进而将合并后的上盖体13和下盖体14焊接于阀杆5的中部。

为了方便操作，刻度尺环绕上盖体13的侧壁设置。其中，刻度尺可携带包括转动角度、关闭周期、出水量等标识信息以供使用者参考。

此外，考虑到使用者在正向旋转阀杆5以打开水管01的过程中，阀杆5需要带动发条6和齿轮释放机构运动，为了方便使用者转动阀杆5且降低使用者所施加的扭矩的大小，阀杆5远离阀球3的一端设有两个垂直于阀杆5延伸且对称设置的开关把手1。开关把手1的外周还可设置增大摩擦的防滑条纹。

以上对本发明所提供的机械截水装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种机械截水装置，其特征在于，包括：

连接于水管(01)内的阀球(3)；

一端与所述阀球(3)固定连接、用以在使用者扭转下带动所述阀球(3)旋转以接通水管(01)的阀杆(5)；

设置于所述阀球(3)与所述阀杆(5)之间、用以当使用者松开所述阀杆(5)后驱动所述阀杆(5)和所述阀球(3)反向旋转以截断水管(01)的发条(6)和齿轮释放机构；所述发条(6)的内端与所述阀杆(5)的中部固定连接。

2.根据权利要求1所述的机械截水装置，其特征在于，所述齿轮释放机构包括设于与所述阀杆(5)同轴设置的主轮(8)、与所述主轮(8)啮合的中间轮以及与所述中间轮啮合、用以恒速旋转以实现所述阀球(3)定时关闭的擒纵轮(11)。

3.根据权利要求2所述的机械截水装置，其特征在于，所述主轮(8)的齿数多于所述中间轮的齿数。

4.根据权利要求3所述的机械截水装置，其特征在于，所述中间轮具体包括：

安装于第一传动轴的第一齿轮(15)和第二齿轮(9)；

安装于第二传动轴的第三齿轮(16)和第四齿轮(10)；

其中，所述第二齿轮(9)与所述第三齿轮(16)啮合，且所述第二齿轮(9)的齿数多于所述第一齿轮(15)的齿数和所述第三齿轮(16)的齿数，所述第四齿轮(10)的齿数多于所述第三齿轮(16)的齿数。

5.根据权利要求1至4任一项所述的机械截水装置，其特征在于，还包括固定于所述阀杆(5)的中部且位于所述发条(6)和所述齿轮释放机构的外部的壳体(2)；所述壳体(2)的外周设有用以显示所述发条(6)的释放周期以实现出水量调节的刻度尺。

6.根据权利要求5所述的机械截水装置，其特征在于，所述壳体(2)包括具有圆形端面的上盖体(13)和下盖体(14)，所述刻度尺环绕所述上盖体(13)的侧壁设置。

7.根据权利要求6所述的机械截水装置，其特征在于，所述阀杆(5)与所述上盖体(13)上端面的第一通孔焊接固定；所述阀杆(5)与所述下盖体(14)下端面的第二通孔焊接固定。

8.根据权利要求7所述的机械截水装置，其特征在于，所述阀杆(5)远离所述阀球(3)的一端设有两个垂直于所述阀杆(5)延伸且对称设置的开关把手(1)。