一种机械式停水自闭水龙头的构思王成城，张凯(郑州科技学院机械工程学院河南郑州450064)摘要:在日常生活中，因为突然停水而又忘记关闭水龙头而造成自来水浪费的现象时常出现。基于这种现象，本文构思了一种机械式停水自闭水龙头，能解决因停水后忘记关水龙头而导致来水后自来水白白流失的问题，进而节约水资源。关键字:水龙头；停水自闭；机械式；构思中图分类号：TH112文献标识码：AAMechanicalAutomaticClosingFaucetIdeaWangChengcheng,ZhangKai(SchoolofMechanicalEngineering,ZhengzhouInstituteofScience&Technology,Zhengzhou450064,China)Abstract:Indailylife,itiscommonthatcuttingoffsuddenlythewatersupplyandforgettingtoturnoffthefaucetandcausewaterwastingphenomenon.Basedonthisphenomenon,thispaperdesignsakindofmechanicalwaterautisticfaucet,cansolvethewaterbecauseafterforgottoturnoffthetaptotapwaterwastedafterwaterproblems,andsaveswaterresources.Keywords:faucet;cutoffautomaticallywhencutoffthewatersupply;mechanical;idea0前言水龙头是日常生活中必备的装置之一，种类繁多，按开启方式来分，可分为旋转式、扳手式、抬启式和感应式等;按阀芯来分，可分为橡胶芯、陶瓷阀芯和不锈钢阀芯等,今后发展方向是智能化[1]。但是，在停水后能实现自闭功能的很少，比较先进的有感应水龙头，通过电控制可以实现停水自闭，但这是通过电来控制，第一不安全，第二耗费能源。尽管现在出现了一种机械式自动节水水龙头[2]，但是，它的停水自闭控制装置和水龙头是分开的两个装置，在一定程度上使机构变得复杂，在材料上也是一种浪费；其次从用户方面来说水龙头方便好用对水龙头十分重要[3]。为此，本文根据节水的内涵和节水方法[4]，构思了一种新型的停水自闭水龙头，控制装置和水龙头融为一体；并且改变了传统球形阀的设计，用圆柱状活塞代替，并用水压密封，用弹簧拉杆自锁逻辑判断实现纯机械式停水自闭。1水龙头基本结构如图1所示，水龙头的整体效果和普通的水龙头基本外形类似，整体构件如图2所示。图1水龙头整体效果Fig1faucetintegraleffect1-外壳；2-变形凸轮；3-弹簧1；4-手柄；5-弹簧2；6-拉杆；7-转动挡板；8-活塞；9-转杆；10-密封圈；11-上端盖图2水龙头整体结构Fig2faucetintegralstructure部分零件的装配关系弹簧5的装配（如图3），在正常和工作状态弹簧5一直处于拉伸状态，弹簧5的一端和外壳1的凸起a相连另一端和拉杆6的凸起b相连。弹簧3的装配（如图4），它的一端和转动挡板7相连，另一端和外壳1相连，在正常情况下，弹簧3处于原长状态，工作状态处于拉伸状态。图3弹簧5的装配图4弹簧3的装配Fig3Spring5assemblyFig4Spring3assembly如图5活塞a处的阶梯空和如图6的转动挡板b处相配合，这样使装配既简单又牢固。图5活塞剖视图6转动挡板Fig5PistonsectionFig6Rotationboard2水龙头工作原理在有水的情况下，入水口处有正常的水压，如图7所示，转动挡板7受到水的压力，为了保证这个压力，制造时入水口的直径应该比出水口稍小，保证能让水及时的流出。由于杠杆原理，转动短板7要转动，但是拉杆6和转动挡板7接触是斜面，运用斜面自锁[5]，即当斜面达到一定角度，并且挡板7对拉杆6的支持力沿拉杆6的轴向分力小于两个斜面之间摩擦力在拉杆6轴向的分力时，达到自锁，此时再大的水压也推不开拉杆6，这样就保证了水龙头在有水的情况下处于关闭状态。图7斜面自锁Fig7cantself-locking使用时，如图8所示，拉开拉杆6，转动挡板7受到水的压力，转动，松开手后拉杆6被转动挡板7挡住，从而打开水龙头；关闭时，如图9所示，使手柄4转动90度，变形凸轮2刚好把转动短板7顶到竖直位置，这时拉杆6刚好达到自锁位置，在弹簧5的拉力下，运动至自锁状态，水龙头关闭。图8使用状态(1)图9使用状态(2)Fig8operatingcondition(1)Fig9operatingcondition(2)为了保证正常工作状态，通常有以下两种需要水龙头自闭的情况：2.1停水过程中人为开启后自闭在停水过程中，入水口一直没有水压，当拉动拉杆6时，在弹簧3的微弱拉力下，水龙头关闭状态不变，如图10所示。如图11所示，拉杆6在...