李星

【摘要】一種構(gòu)思新穎，功效獨(dú)特的專利產(chǎn)品新型停水自動(dòng)關(guān)閉水龍頭日前通過(guò)專家鑒定，并投入批量生產(chǎn)。 新型停水自動(dòng)關(guān)閉水龍頭是采用軍工技術(shù)，依據(jù)流體力學(xué)原理，在流體通道上設(shè)一自動(dòng)翻轉(zhuǎn)裝置，利用水壓實(shí)現(xiàn)對(duì)水龍頭的自動(dòng)控制。與傳統(tǒng)的旋壓式水龍頭相比，具有停水時(shí)可自動(dòng)關(guān)閉，可避免因水龍頭未關(guān)而造成的各種水患，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)嚴(yán)密合理，不易磨損，科學(xué)地解決了傳統(tǒng)產(chǎn)品使用過(guò)程因螺桿、彈簧磨損而出現(xiàn)的跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，并可節(jié)約水和能源。

【關(guān)鍵詞】 流體力學(xué)原理；旋壓；自動(dòng)翻轉(zhuǎn)；產(chǎn)品使用過(guò)程

水閥是在是在以上基礎(chǔ)上并考慮到現(xiàn)在我國(guó)水資源相對(duì)短缺而人們?cè)谟盟臅r(shí)候不知道節(jié)約用水的背景下設(shè)計(jì)出來(lái)的，該閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易控制、加工制作方便、成本低、性能高，符合當(dāng)今廣大群眾使用。其主要由閥體、閥芯、閥桿、閥蓋等零件組成，而且所用材料來(lái)源豐富并且材料性能較好等。

1. 停水自動(dòng)關(guān)閉閥門(mén)的創(chuàng)新

該停水自動(dòng)關(guān)閉水閥在原有的相關(guān)的水閥的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了了它的結(jié)構(gòu)，使其結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，操作方便，便于安裝，更適合與大眾的使用要求。在該停水自動(dòng)關(guān)閉水閥中，運(yùn)用了回復(fù)桿，它可以更好的完成來(lái)水時(shí)必須手動(dòng)打開(kāi)水閥的這一工作過(guò)程。

2.設(shè)計(jì)方案的擬定

在最近一個(gè)月的時(shí)間里，我和本組的其他成員團(tuán)結(jié)合作，通過(guò)在圖書(shū)館及上網(wǎng)查閱相關(guān)資料和反復(fù)的討論，對(duì)設(shè)計(jì)創(chuàng)新的停水自動(dòng)關(guān)閉閥門(mén)進(jìn)行零件圖、裝配圖及立體圖的繪制，在老師的指導(dǎo)下對(duì)圖形及方案進(jìn)行了反復(fù)的修改，經(jīng)過(guò)十幾天的不懈努力，對(duì)創(chuàng)新的停水自動(dòng)關(guān)閉閥門(mén)設(shè)計(jì)出了的方案。

方案（一）：此方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于操作、安裝放置方便，如圖1-1所示。該水閥由閥體（1）、閥芯（2）、閥芯、（3）閥蓋、（4）螺帽（5）回復(fù)彈簧（6）回復(fù)桿（7）端蓋等零件構(gòu)成。當(dāng)無(wú)水時(shí)，閥芯靠自身的重力下落到如圖1-1所示的位置擋住進(jìn)水口，使得水閥處于關(guān)閉狀態(tài)，回復(fù)彈簧恢復(fù)到原始位置，回復(fù)桿擋在閥芯上方，阻止閥芯在來(lái)水時(shí)向上運(yùn)動(dòng)，達(dá)到來(lái)水時(shí)水閥不會(huì)自動(dòng)打開(kāi)的效果。當(dāng)來(lái)水正常用水時(shí)，將回復(fù)桿向外拔出，通過(guò)水的壓力及水的浮力使閥芯向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)水口打開(kāi)，使得水閥處于正常流通狀態(tài)。

3.機(jī)構(gòu)與動(dòng)作方案的設(shè)計(jì)

（一）機(jī)構(gòu)與動(dòng)作方案的設(shè)計(jì)

1.有水但水閥不打開(kāi)：當(dāng)停水又來(lái)水時(shí)，由于暫時(shí)不用水，所以水閥處于關(guān)閉狀態(tài)。回復(fù)桿擋住閥芯，阻礙閥芯向上運(yùn)動(dòng)，使得水閥仍然處于關(guān)閉狀態(tài)。

2.有水并打開(kāi)水閥：在用水時(shí)，手動(dòng)將回復(fù)桿向外拔出，由于水向上的壓力與浮力的作用，使得閥芯向上運(yùn)動(dòng)到如圖位置，當(dāng)水壓在臨界水壓的范圍之內(nèi)時(shí)，閥芯將始終保持在如圖位置，使得水道一直保持暢通，從而達(dá)到水閥一直開(kāi)啟的狀態(tài)。

4.停水時(shí)：

當(dāng)停水時(shí)，由于閥芯受到自身重力的作用會(huì)向下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到回復(fù)桿的位置時(shí)，回復(fù)桿受到閥芯分力的作用會(huì)向左運(yùn)動(dòng)，而閥芯繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)閥芯運(yùn)動(dòng)到底部時(shí)，正好離開(kāi)回復(fù)桿，而回復(fù)桿由于受到回復(fù)彈簧向右的恢復(fù)力又向右運(yùn)動(dòng)到原來(lái)的初始位置，回復(fù)桿的下方為水平的，從而擋住閥芯，使得閥芯即使在來(lái)水時(shí)也因回復(fù)桿的阻礙不能向上運(yùn)動(dòng)。從而達(dá)到停水時(shí)水閥自動(dòng)關(guān)閉，而在來(lái)水時(shí)必須要手動(dòng)打開(kāi)。

5.在有水狀態(tài)下手動(dòng)關(guān)閉水閥

此時(shí)，手動(dòng)下壓閥桿，使水閥關(guān)閉，回復(fù)桿復(fù)位，如需打開(kāi)，可手動(dòng)拔出回復(fù)桿打開(kāi)水閥即可：

5.1.閥體的零件分析

（一）閥體的作用

閥體是閥的一個(gè)主要零件，它是閥的主體部分。本閥為液壓閥，在閥體內(nèi)，閥芯做上下移動(dòng)使閥處于打開(kāi)或關(guān)閉狀態(tài)。閥體上Φ20和Φ32的內(nèi)孔上均有螺紋，Φ20孔上的螺紋用以連接四分管，Φ32的內(nèi)孔上的螺紋用以固定端蓋。Φ6的孔用以安裝回復(fù)桿，在Φ32的內(nèi)空中放置閥芯，由閥芯控制進(jìn)水口的接通與關(guān)閉。

（二）閥體零件的工藝分析

選取閥體的材料為45鋼，由于制作的條件的限制，本設(shè)計(jì)用焊接的方法來(lái)加工此零件。該法閥體零件的主要加工面有Φ32H7孔，2個(gè)Φ20H7孔，一個(gè)Φ6H7孔，Φ40上表面。

Φ40的上表面的平面度為0.05，影響閥體與閥蓋的接觸及密度。

Φ32的孔內(nèi)表面影響閥芯在閥體中移動(dòng)時(shí)的摩擦力和密封性。

Φ6的孔內(nèi)表面影響到回復(fù)桿在使用時(shí)的摩擦力和密封性，Φ6孔的垂直度影響到回復(fù)桿在來(lái)水時(shí)閥芯向上運(yùn)動(dòng)的作用力。

兩個(gè)Φ20的孔影響進(jìn)水口與四分管螺紋連接的密封性。

經(jīng)過(guò)參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》中有關(guān)面和孔的加工經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床性能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性是可行的。

參考文獻(xiàn)

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