CN212643559U - 一种停水后自动关闭的水龙头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种停水后自动关闭的水龙头包括本体、浮球、阀门和密封装置，其中本体设有第一流道和第二流道，第一流道和第二流道连通，第二流道与第一流道之间夹角小于180度，第二流道垂直于水平面设置，第一流道连通外接管道；浮球设置于第二流道内，浮球密度小于水的密度，浮球的直径小于第二流道的内径；密封装置与本体可拆卸连接，设置于本体的出口端；阀门设置于第一流道上。本实用新型提供的一种停水后自动关闭的水龙头成本低廉，安装使用方便，没有复杂的机械结构，不需要用电控制，安装维护方便，使用寿命长，适于在各种公共场合广泛推广使用，能够有效解决停水后未关闭的水龙头重新来水后造成大量水资源浪费的问题。

Description

一种停水后自动关闭的水龙头

技术领域

本实用新型涉及管道配件技术领域，特别涉及，一种停水后自动关闭的水龙头。

背景技术

我国是一个缺水国家，我们赖以生存的水正日益短缺。日常生活中水资源的浪费非常严重，特别是公共场合的水龙头，经常由于临时停水，很多人打开水龙头后发现没水又要赶时间就忘记关闭，有时候即使关闭水龙头，也关不到位的情况。在这种情况下，重新来水时，没有关闭或关闭不到位的水龙头就会漏水，造成大量的水资源浪费。

现在市面上已经出现了具有自动关闭功能的水龙头，主要有电磁感应式、红外线感应式和机械式，但由于结构复杂、价格较高、使用维护困难，在许多公共场合不易推广应用。

基于上述问题，相应国家节能环保的号召，亟需设计一款解决现有的自动关闭功能的水龙头结构复杂、价格较高、使用维护困难，不易推广和现有易推广水龙头停水后不能自动关闭造成重新来水时漏水问题的水龙头。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型解决的技术问题在于，提供一种停水后自动关闭的水龙头，以解决现在技术所存在的自动关闭功能的水龙头结构复杂、价格较高、使用维护困难，不易推广和现有易推广水龙头停水后不能自动关闭造成重新来水时漏水的问题。

本实用新型提供了一种停水后自动关闭的水龙头包括：

本体，设有第一流道和第二流道，所述第一流道和所述第二流道连通，所述第二流道与所述第一流道之间夹角小于180度，且所述第二流道垂直于水平面设置，所述第一流道连通外接管道；

浮球，设置于所述第二流道内，所述浮球密度小于水的密度，所述浮球的直径小于所述第二流道的内径；

密封装置，与所述本体可拆卸连接，设置于所述本体的出口端；

阀门，设置于所述第一流道上。

优选地，所述本体还包括：

进口接头，设置于所述本体的进口端，与所述第一流道连通；

容球凹槽，设置于所述第一流道和所述第二流道之间，同时连通所述第一流道和所述第二流道。

优选地，所述密封装置包括：

外套管，与所述本体可拆卸连接，设置于所述第二流道一端；

密封垫圈，设置于所述外套管与所述本体之间。

优选地，所述密封垫圈的内径小于所述浮球的最大外径。

优选地，所述容球凹槽为半球形，所述半球形的内径大于所述浮球的最大外径。

优选地，所述外套管的最小内径小于所述密封垫圈的内径。

优选地，所述第一流道水平设置，所述第二流道与所述第一流道垂直。

优选地，所述浮球的密度为0.4～0.6g/cm³。

优选地，所述第一流道的内径小于所述浮球外径。

优选地，所述外套管包括：

固定件，与所述本体螺纹连接，其上设有圆柱形凸台；

顶套，设置于所述圆柱形凸台上，所述顶套与所述圆柱形凸台间留有一定空隙。

由上述方案可知，本实用新型提供的一种停水后自动关闭的水龙头是在普通水龙头的基础上，进行改进设计，成本低廉且生产过程简单，无需新工艺，安装方式与普通水龙头基本相同，可实现停水后自动关闭水龙头，重新来水时不会造成漏水。本实用新型结构简单，没有复杂的机械结构，且不需要用电控制，安装维护方便，停水后能可靠地自动关闭，使用寿命长，适于在各种公共场合广泛推广使用，能够有效解决未关闭的水龙头重新来水后造成大量水资源浪费的问题。使用过程中，浮球堵住密封装置关闭水龙头时只需用手指从密封装置出水口伸入顶一下浮球，让水流出后，就能正常使用，操作简单便利同时避免了大量水资源的浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1提供的一种停水后自动关闭的水龙头的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的一种停水后自动关闭的水龙头正常出水状态时的结构示意图；

图3为图1所示的一种停水后自动关闭的水龙头的A处结构放大示意图；

图4为图2所示的一种停水后自动关闭的水龙头的B处结构放大示意图；

图5为本实用新型实施例3提供的一种停水后自动关闭的水龙头的密封装置结构示意图；

图6为本实用新型实施例4提供的一种停水后自动关闭的水龙头的结构示意图。

图1-6中：

1、本体；2、浮球；3、密封装置；4、阀门；11、第一流道；12、第二流道；13、容球凹槽；14、进口接头；15、滤网；31、外套管；32、密封垫圈；311、固定件；312、顶套。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的本体1、浮球2、阀门4和密封装置3必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

请一并参阅图1至图4，现对本实用新型提供的一种停水后自动关闭的水龙头的一种具体实施方式进行说明。该种停水后自动关闭的水龙头包括本体1、浮球2、阀门4和密封装置3，其中本体1设有第一流道11和第二流道12，第一流道11和第二流道12连通，第二流道12与第一流道11之间夹角小于180度，且第二流道12垂直于水平面设置，第一流道11连通外接管道；浮球2设置于第二流道12内，浮球2密度小于水的密度，浮球2直径小于第二流道12的内径；密封装置3与本体1可拆卸连接，设置于本体1的出口端；阀门4设置于第一流道11上。

在本实施例中，可拆卸连接方式包括螺纹连接、螺栓连接，在第二流道12和密封装置3相连接的位置设置相匹配的螺纹进行螺纹连接，浮球2为圆球形。安装时，先把浮球2从第二流道12下端的出水口放入，装上密封装置3并锁紧。整个水龙头安装好后，保证密封装置3的出水口垂直向下，使得浮球2可以自动下落堵住密封装置3的出水口，起到停水自动关闭的保护作用。浮球2在第二流道12运动，浮球2外径小于第二流道12的内径，以便浮球2还处于第二流道12中间时，仍然保证有足够的水流流出。

管道停水后，打开水龙头会有空气进入本体1内腔，本体1内腔即第一流道11、第二流道12、容球凹槽13和进口接头14连通共同形成的腔体，重新来水时，较大的空气压力会使浮球2压紧密封装置3的出水口阻止水流流出，即使管道内部的空气泄漏完浮球2上部充满水，下半部仍然处于空气中，所受到的水的浮力小于浮球2本身的重力，加上浮球2上部水压的作用，浮球2不能浮升起来，保证密封作用。可拆卸式连接结构便于安装维护，同时可将密封装置3和浮球2适配于普通水龙头，易于广泛推广。使用过程中会出现以下几种情况，现对每种情况的使用状态进行说明。

未断水的初始状态时，阀门4处于关闭状态，水龙头连接的管道及阀门4阻隔后与管道连通的本体1内腔部分充满水流，阀门4阻隔后与密封装置3的出水口连通的本体1内腔部分没有水流且充满空气，浮球2由于自重停置于密封装置3出水口的上部。

正常使用时，打开阀门4，水流并不是突然充满本体1内腔的，首先到达的水流不均匀分布于浮球2周围，最初的落水点水流更多，之后会流淌分布于其它位置，不均匀分布的水流对浮球2的侧面形成不均匀的作用力，浮球2侧面不均匀的水压所产生的侧面推力使浮球2侧向滚动，从而使浮球2与密封装置3出水口之间产生间隙流出水流，本体1内腔原本的空气较少并随水流流出，随着本体1内腔水流不断加大，浮球2所受的浮力进一步加大，间隙同步加大同时浮球2底部充满水，最终浮球2会随着本体1内腔充满水后在水浮力作用下，浮升并稳定在第二流道12顶部，密封装置3的出水口正常流通，水龙头正常使用。关闭阀门4后，本体1内腔的水会排空，浮球2下落置于密封装置3出水口的上部，恢复到未断水的初始状态。根据不同地方水压的大小，调整选取浮球2与水密度的比重关系，只要浮球2的自重大于水作用于浮球2的向上浮力，浮球2的密度在一定范围内选取的越小越好，这样能保证浮球2顺利浮起。

阀门4打开太快水流过急时，本体1内腔水流使空气滞留本体1内腔中未能将浮球2推开并浮起，浮球2反而塞紧到密封装置3出水口，此时只需用手指从密封装置3出水口伸入，往上顶起浮球2，使水龙头开始有水流出，逐渐增大的水流会把空气挤出，同时浮球2底部填充水流将其浮起后即可正常使用。

整个管道停水打开阀门4后未关闭时，本体1内腔与整个管道连通且充满空气，浮球2下落置于密封装置3之上，重新来水时，水流推挤本体1内腔与整个管道内的空气，产生较大的压力，本体1内腔的水压力首先迫使本体1内腔中大量的空气通过密封装置3出水口与浮球2之间的缝隙排出，此时空气作用于浮球2上部及周围侧面的作用力是均匀的，加上空气的浮力远远小于水的浮力，浮球2不会产生侧向移动也浮不起来，突然增大的本体1内腔空气压力会把浮球2紧压于密封装置3之上，使得空气不能排出起到封闭密封装置3出水口的作用，保证停水后重新来水时，水龙头能够始终处于封闭状态，达到不浪费水资源的目的。此时只要从密封装置3出水口把浮球2顶起，排完本体1内腔中的空气，就能恢复正常使用。

请参阅图4，现对浮球2上浮后的状态进行受力分析，此时浮球2受到水流对它的沿水流方向的推力F₂，受到自身重力作用G，受到水的浮力F₁，浮球2贴于本体1内壁上，受到内壁的支撑力F₃，在水流稳定的理想状态下，受力平衡，浮球2稳定于容球凹槽13处。

实施例2

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图4，本实施例提供的一种停水后自动关闭的水龙头的结构与实施例1基本相同，其不同之处在于本体1还包括进口接头14和容球凹槽13，其中进口接头14设置于第一流道11一端，与第一流道11连通；容球凹槽13设置于第二流道12另一端，同时连接第一流道11和第二流道12。密封装置3包括外套管31和密封垫圈32，其中外套管31与本体1可拆卸式连接，设置于第二流道12一端；密封垫圈32设置于外套管31与本体1之间。外套管31包括两不同直径的圆柱筒一体成型的结构或圆柱筒上有一大于其内径的凹槽的结构。安装时，把浮球2放入第二流道12内后，装上密封垫圈32，再安装并拧紧外套管31，外套管31管口垂直向下，浮球2能自动下落堵住密封垫圈32内径口，起到停水自动关闭的保护作用，进口接头14与管道紧密连接，接入水流。

使用过程中，未断水的初始状态时，水龙头阀门4处于关闭状态，浮球2由于自重停置于密封垫圈32上。正常使用时，打开水龙头阀门4，从进口接头14流入的水流能使浮球2侧向滚动，使浮球2与密封垫圈32的内径口之间产生间隙，水流从密封垫圈32内径口流过沿外套管31管口流出，最终浮球2会在水浮力作用下上浮并稳定在容球凹槽13内，保证正常出水使用。即使一开始阀门4未全部打开，水流不足以充满本体1内腔，浮球2可能会随着水流的作用下落，堵住密封垫圈32的内径口，影响正常出水，用手指从外套管31管口伸进去，往上顶浮球2，使之离开密封垫圈32，只要出水口有水流出，不均匀的侧面浮力就能使浮球2产生滚动移位，与密封垫圈32的内径口之间形成间隙，保证正常出水。关闭水龙头阀门4后，浮球2下落置于密封垫圈32的上部，恢复到未断水的初始状态。整个管道停水打开水龙头阀门4后未关闭时，浮球2置于密封垫圈32之上，重新来水时，突然增大的管道空气压力会把浮球2紧压于密封垫圈32内径口之上，空气不能排出，起到封闭出水口的作用，保证密封作用。

在本实施例中，密封垫圈32包括圆柱筒的形状，圆柱筒的内径小于浮球2的最大外径，有利于更好的支撑浮球2，同时断水后阀门4打开又重新来水时，浮球2受向下的力后，密封垫圈32可与浮球2更紧密连接，避免漏水，浪费水资源。容球凹槽13的内径大于浮球2的最大外径，便于容纳上浮的浮球2，避免浮球2影响出水。外套管31的最小内径小于密封垫圈32的内径，可以对密封垫圈32起到一定的支撑作用，浮球2与密封垫圈32紧密连接形成水龙头密封关闭时，密封垫圈32受到较大的浮球2给予的向下的作用力，容易产生变形，甚至损坏，外套管31将密封垫圈32支撑住，有效给与密封垫圈32一个向上的力，延长密封垫圈32使用寿命，适当减小外套管31的内径，有利于本体1内腔充满水，使浮球2能浮起离开密封垫圈32内径口，保证正常使用。第一流道11水平设置，第二流道12与所述第一流道11垂直。浮球2的密度为0.4～0.6g/cm³。

浮球2密度的设计关键是浮球2的密度与水密度之比，浮球2太重容易随水流堵塞密封垫圈32的出水口，太轻则容易在停水时降低浮球2对密封垫圈32出水口的堵塞效果。本体1的内、外径按一般水龙头的标准尺寸选取，外套管31随之配套。令浮球2的直径为D，密封垫圈32的内径为d，外套管31的内径为d‘，其中D>d以便有足够的密封效果。外套管31的内径d‘尽量小点，其截面积小于阀门4开口到最大状态时的等效截面积最佳，这样可保证第二流道12能充满水，利于浮球2浮到容球凹槽13内。

堵住状态时，浮球2与密封垫圈32配合，能有效堵住水龙头，相当于水龙头处于关闭状态，浮球2上部充满了水时水对球产生的浮力计算如下：浮球2的有效浮力面积：S＝π(D²-d²)/4，不考虑浮球2上下高度差，则水压强作用于浮球2的浮力为：F＝PS＝ρ_水ghπ(D²-d²)/4，

浮球2的体积为：V＝(4/3)π(D/2)³＝(πD³)/6，

浮球2的自重为：G＝mg＝ρ_球Vg＝(ρ_球πD³g)/6，浮球2的自重大于水作用于浮球2的向上浮力，才能有效密封，即(ρ_球πD³g)/6>ρ_水ghπ(D²-d²)/4，一般城市公共管网的自来水压强是0.25～0.4Mpa，取中间值0.3Mpa，按0.1Mpa＝10m简化计算，则h＝30m，得到，

浮球2与水的密度之间的关系为：ρ_球>15ρ_水(D²-d²)/D³，为了便于正常供水时，浮球2能顺利浮起，ρ_球取得越小越好。

实施例3

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图5，本实施例提供的一种停水后自动关闭的水龙头的结构与实施例2基本相同，其不同之处在于外套管31包括固定件311和顶套312，其中固定件311与本体1螺纹连接，其上设有圆柱形凸台；顶套312设置于圆柱形凸台上，顶套312与圆柱形凸台间留有一定空隙。顶套312为弹性件，包括树脂、橡胶。在此，只要能够实现上述外套管31相关性能作用的均在本申请文件保护的范围之内。固定件311为圆柱筒，该圆柱筒可为两端设有比其内径大的凹槽，其中与本体1连接的一端凹槽形成的腔体为内腔，内腔放置有密封垫圈32，另一端凹槽形成的腔体为外腔，顶套312形状为圆柱筒状，圆柱筒外表面有一凹槽，使得该圆柱筒的截面为C形，该凹槽可以卡合到圆柱形凸台上，且留有一定运动空间，浮球2堵住密封装置3出水口时，将手指伸入外腔内，触碰到顶套312，推进顶套312运动，将浮球2推离密封垫圈32，水流流出。这样设置使得外腔容积更大，对手指限制更小，任一手指都可进行操作，同时可以使得圆柱形凸台的内径更小，产生更好的使用效果。

实施例4

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图6，本实施例提供的一种停水后自动关闭的水龙头的结构与实施例2基本相同，其不同之处在于第一流道11与容球凹槽13连接的一端设有滤网15，滤网15可以过滤水中杂物，使流出的水更干净，同时避免浮球2不慎进入第一流道11内，影响水流流出。

实施例5

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图4，本实施例提供的一种停水后自动关闭的水龙头的结构与实施例2基本相同，其不同之处在于第一流道11的内径小于浮球2外径，该设置可以避免浮球2不慎滑入第一流道11影响出水。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。本实用新型实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种停水后自动关闭的水龙头，其特征在于，包括：

本体(1)，设有第一流道(11)和第二流道(12)，所述第一流道(11)和所述第二流道(12)连通，所述第二流道(12)与所述第一流道(11)之间夹角小于180度，且所述第二流道(12)垂直于水平面设置，所述第一流道(11)连通外接管道；

浮球(2)，设置于所述第二流道(12)内，所述浮球(2)密度小于水的密度，所述浮球(2)的直径小于所述第二流道(12)的内径；

密封装置(3)，与所述本体(1)可拆卸连接，设置于所述本体(1)的出口端；

阀门(4)，设置于所述第一流道(11)上。

2.根据权利要求1所述的一种停水后自动关闭的水龙头，其特征在于，所述本体(1)还包括：

进口接头(14)，设置于所述本体(1)的进口端，与所述第一流道(11)连通；

容球凹槽(13)，设置于所述第一流道(11)和所述第二流道(12)之间，同时连通所述第一流道(11)和所述第二流道(12)。

3.根据权利要求2所述的一种停水后自动关闭的水龙头，其特征在于，所述密封装置(3)包括：

外套管(31)，与所述本体(1)可拆卸连接，设置于所述第二流道(12)一端；

密封垫圈(32)，设置于所述外套管(31)与所述本体(1)之间。

4.根据权利要求3所述的一种停水后自动关闭的水龙头，其特征在于，所述密封垫圈(32)的内径小于所述浮球(2)的最大外径。

5.根据权利要求4所述的一种停水后自动关闭的水龙头，其特征在于，所述容球凹槽(13)为半球形，所述半球形的内径大于所述浮球(2)的最大外径。

6.根据权利要求5所述的一种停水后自动关闭的水龙头，其特征在于，所述外套管(31)的最小内径小于所述密封垫圈(32)的内径。

7.根据权利要求6所述的一种停水后自动关闭的水龙头，其特征在于，所述第一流道(11)水平设置，所述第二流道(12)与所述第一流道(11)垂直。

8.根据权利要求7所述的一种停水后自动关闭的水龙头，其特征在于，所述浮球(2)的密度为0.4～0.6g/cm³。

9.根据权利要求8所述的一种停水后自动关闭的水龙头，其特征在于，所述第一流道(11)的内径小于所述浮球(2)的外径。

10.根据权利要求9所述的一种停水后自动关闭的水龙头，其特征在于，所述外套管(31)包括：

固定件(311)，与所述本体(1)螺纹连接，其上设有圆柱形凸台；

顶套(312)，设置于所述圆柱形凸台上，所述顶套(312)与所述圆柱形凸台间留有一定空隙。

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