零桂萍（南寧市南水市政工程設(shè)計(jì)有限公司，廣西南寧530031）

淺論分段式半自動(dòng)節(jié)水水龍頭設(shè)計(jì)

零桂萍（南寧市南水市政工程設(shè)計(jì)有限公司，廣西南寧530031）

水是生命之源，人為的浪費(fèi)水資源使得水資源缺乏在不斷的加劇，本文主要是通過對(duì)目前水龍頭出現(xiàn)的一些問題進(jìn)行分析，提出了分段式半自動(dòng)水龍頭設(shè)計(jì)方案。

水龍頭；節(jié)水；半自動(dòng)；外觀

1 引言

雖然我的水資源總量在世界上能夠位居前列，排名在第六上，但是從嚴(yán)格的角度上來看，我國(guó)其實(shí)一個(gè)水資源短缺的國(guó)家，我國(guó)雖然水的總量是很多，但是我國(guó)的人口基數(shù)也是十分龐大的，站在人均占有水資源量的角度上來看，人均的占有量只有2500m3，于世界人均水量來相比還不足，目前中國(guó)人均水資源占有量?jī)H為世界人均的1/4，在世界人均水量上的排名為第110位，聯(lián)合國(guó)評(píng)判出世界上13個(gè)貧水國(guó)家，而我國(guó)就是其中之一。但是在傳統(tǒng)的觀念當(dāng)中，我們認(rèn)為水是取之不盡的，因?yàn)槭艿竭@樣長(zhǎng)期觀念的影響，一直以來水資源都是被無度盡情揮霍，這也造成了在節(jié)水意識(shí)上，人們是沒有什么概念的，導(dǎo)致了非持續(xù)的開發(fā)以及利用水資源與無度浪費(fèi)水資源。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)今在全國(guó)共有668座城市，但是缺水的城市就有400座以上的城市，年缺水量高達(dá)到60多億m3。在這樣的情況之下，中央也做出了相應(yīng)的措施，鼓勵(lì)大家節(jié)約用水，如此之下，我們?cè)趯?duì)自己生活經(jīng)歷進(jìn)行反思下，將自己的節(jié)水方式提出來進(jìn)行探討，那就是設(shè)計(jì)分段式半自動(dòng)水龍頭，對(duì)現(xiàn)今被使用的最廣的普通水龍頭進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)而達(dá)到節(jié)水目的，將水資源做到很好的利用，不浪費(fèi)。這個(gè)分段式半自動(dòng)水龍頭的節(jié)水設(shè)計(jì)力求通過一些設(shè)計(jì)上的理念，如：兩段供水過程、自動(dòng)鎖緊、外觀設(shè)計(jì)等，將生活當(dāng)中一些較為容易出現(xiàn)的使用水量超過了自身的需求量的一些不好的習(xí)慣以及沒有注意的情況下沒有將水龍頭關(guān)緊，使得出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象給進(jìn)行限制，并且以更加富有新意以及創(chuàng)造力的外觀設(shè)計(jì)來加大對(duì)人們的提示約用水。

2 發(fā)展趨勢(shì)分析

水不是取之不盡的，缺水的現(xiàn)象也在不斷地加劇，對(duì)于水資源的現(xiàn)狀，國(guó)家與人們對(duì)其的重視度也在不斷地增加，節(jié)水的話題也開始頻繁出現(xiàn)在大眾的視線當(dāng)中，節(jié)水的方式十分多，而在這些眾多的節(jié)水方式當(dāng)中最基本同時(shí)也是最直接的節(jié)水方式那就是對(duì)日常當(dāng)中普遍使用的水龍頭進(jìn)行有效的利用，因此在市場(chǎng)當(dāng)中有大量如自回彈式、感應(yīng)式水龍頭之類水龍頭在不斷涌入，都在節(jié)水方面，不可否認(rèn)的是它們的確是起到了一定上的效果，但是它們也存在這一個(gè)十分明顯的缺陷，那就其成本高之類的原因，成本的提高，這也就意味著那那些用水比較集中的公共場(chǎng)以及人群比較密集如校園、廣場(chǎng)之類的地方不便使用，大家需要節(jié)水但是也要顧及到成本問題，在這些情況之下，要是出現(xiàn)了一種水龍頭，它不但使用方便及成本還低的節(jié)水水龍，那么這種節(jié)水型水龍頭的應(yīng)用前景以及它的需求量一定會(huì)有一個(gè)十分大突破。

3 水龍頭目前所存在的一些問題

普通水龍頭經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象有水龍頭關(guān)不緊以及因?yàn)橥Ｋ涥P(guān)水龍頭，其原因追究下來主要情況有以下幾種：

3.1 客觀上的因素

3.1.1 構(gòu)造問題

水龍頭因?yàn)槠渥陨淼臉?gòu)造問題，出現(xiàn)了水龍頭關(guān)不緊以及其漏水之類的現(xiàn)象。

3.1.2 水壓因素

樓房底層比樓房頂層在同樣用水器具以及同樣的供水壓力之下，前者的出水大概比后者多1～2倍左右，有時(shí)甚至?xí)拥亩啵盟睦速M(fèi)量會(huì)隨著壓力的增大而增大，各樓層都是不同的，所以造成的水壓也是有所區(qū)別的，在水壓的相差上，尤其是底層和頂層，兩者相差度最大。

3.2 主觀上的因素

3.2.1 使用者的浪費(fèi)習(xí)慣

因?yàn)閷?duì)于使用者慣性的思維是不能進(jìn)行限制的，有很大一部分的人在用水時(shí)，其習(xí)慣上的喜歡將水量直接性的開到到很大的水量，甚至是直接開到最大的水量，比如，很多人在沖洗水果蔬菜之類的、洗手以及衣服等之類上習(xí)慣開很大的水量，在用水時(shí)其實(shí)沒有很多的地方需要開到十分大的水量，而大量的用水就會(huì)造成很多不必要的浪費(fèi)。

3.2.2 使用者的粗心大意

有很多的使用者因?yàn)闆]有什么很強(qiáng)的節(jié)水意識(shí)，在用水的時(shí)候就會(huì)經(jīng)常的粗心大意，的經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在沒有關(guān)緊水龍頭之后就離開了，進(jìn)而使得大量的水資源被浪費(fèi)。比如，停水時(shí)打開水龍頭發(fā)現(xiàn)沒水之后就忘記將水龍頭關(guān)緊，在用水的時(shí)候因?yàn)橥蝗坏耐Ｋ疀]有關(guān)緊水龍頭以及在用完水之后只是隨便的擰了一下但是沒有擰緊。甚至是粗心的使用者還會(huì)在開著水龍頭做其他事情，卻因?yàn)槟承┰蛞x開，本以為很很短時(shí)間卻沒有將水龍頭關(guān)緊，沒想到最后造成水龍頭一直開著。

4 分段式半自動(dòng)水龍頭設(shè)計(jì)方案

搖桿座、卡座、搖桿、動(dòng)瓷片、定瓷片以及底座來組成分段式半自動(dòng)節(jié)水水龍頭閥芯。在在卡套上固定動(dòng)瓷片，使之能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)?？ㄌ自趽u桿的作用下來帶動(dòng)動(dòng)瓷片和定瓷片做相對(duì)的運(yùn)動(dòng)，將兩個(gè)相互貼合的通流口的大小進(jìn)行改變，進(jìn)而將增減水流量視線到位。將棘爪裝在卡套上裝，在殼體內(nèi)壁固定好棘齒。將發(fā)條彈簧裝在搖桿座凹槽處，在殼體內(nèi)壁固定其外斷。閥芯總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 閥芯總體結(jié)構(gòu)圖

4.1 分段供水設(shè)計(jì)

在生活當(dāng)中，因?yàn)闀?huì)經(jīng)常自然而然的開到水龍頭的最大量的情況，使用的水量大于實(shí)際需要的水量，導(dǎo)致大量的浪費(fèi)，對(duì)于這一現(xiàn)象通過設(shè)計(jì)采用分段供水能夠進(jìn)行限制。從關(guān)閉到全部打開水龍頭這一過程分為兩段，第一段，扳動(dòng)手柄以豎直方向來進(jìn)行，在開口度上，動(dòng)瓷片與定瓷片最大為50%，最大的通水水量的只有50%；第二段，要是使用者真的需要更多的水量，則需將旋轉(zhuǎn)手柄以水平方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，這時(shí)的開口度在動(dòng)瓷片與定瓷片間最大能夠到達(dá)100%，水量也相應(yīng)的能夠到達(dá)100%。這樣的設(shè)計(jì)就能夠?qū)⒁驗(yàn)榱?xí)慣的開打水量這一不良的習(xí)慣給進(jìn)行限制。

4.2 自動(dòng)鎖緊設(shè)計(jì)

普遍上，水龍頭都有一個(gè)缺陷，那就是不能夠很好的擰緊，以至于出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象，針對(duì)這一現(xiàn)象設(shè)計(jì)了自動(dòng)旋緊的功能。將使用效果以及空間分布給充分的考慮進(jìn)去了，主要采用棘輪以及發(fā)條彈簧與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)旋緊裝置。如閥芯結(jié)構(gòu)圖所示，發(fā)條彈簧的內(nèi)端固結(jié)到卡座固結(jié)，外端則在殼體的內(nèi)壁進(jìn)行固結(jié)。由卡套伸出棘爪，在殼體內(nèi)壁上安裝棘齒。棘爪與棘輪在關(guān)閉狀態(tài)下是脫離的。當(dāng)對(duì)第一段水量進(jìn)行使用時(shí)，動(dòng)瓷片就會(huì)被卡套帶移動(dòng)，同時(shí)棘輪以及棘爪會(huì)接觸嚙合。當(dāng)要對(duì)第二段水量進(jìn)行使用時(shí)，將手柄旋轉(zhuǎn)，卡套將動(dòng)瓷片帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的時(shí)棘爪也會(huì)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)棘齒，發(fā)條這時(shí)就會(huì)變緊。因?yàn)榧啓C(jī)構(gòu)的作用是單向的，在旋轉(zhuǎn)過程中，瓷片能夠停留在任何位置，但是不能夠進(jìn)行反向的回轉(zhuǎn)，保證持續(xù)性的供應(yīng)水流。當(dāng)結(jié)束使用時(shí)，將手柄按下，卡套將動(dòng)瓷片帶移動(dòng)，棘爪脫開棘輪，這時(shí)便可以使用到上緊的發(fā)條，帶動(dòng)卡套會(huì)自動(dòng)的進(jìn)行回旋一直到處于關(guān)閉的狀態(tài)。切因?yàn)橛蓄A(yù)緊發(fā)條，所以這時(shí)關(guān)緊的狀態(tài)是十分好的。將發(fā)條彈簧于棘輪機(jī)構(gòu)配合作用利用到位，就能夠?qū)苋菀椎淖龅接行У年P(guān)閉水龍頭，如圖2所示。

4.3 外觀造型設(shè)計(jì)

上述的分段供水設(shè)計(jì)以及自動(dòng)鎖緊設(shè)計(jì)都是通過設(shè)計(jì)來講大家平時(shí)的不良用水習(xí)慣進(jìn)行改變，但是生活中的用水更希望大家能夠有著很好的主動(dòng)節(jié)水的意識(shí)，要想真正的從根本上去進(jìn)行節(jié)水，這才是真正的根本方法。靈感來源于“節(jié)水標(biāo)志”的設(shè)計(jì)，在概念上，以虛擬建模和實(shí)物制作設(shè)計(jì)水龍頭，將使用者內(nèi)心強(qiáng)烈的節(jié)水欲望通過視覺作用來進(jìn)行喚起。在整體的外觀上，水龍頭就像節(jié)水的標(biāo)志一樣，一只手捧著一滴水，手柄為“手”，使用者在使用時(shí)向下，向右旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，水從水滴底部出來，進(jìn)而將水龍頭正常的運(yùn)作給實(shí)現(xiàn)到位。

圖2 自動(dòng)鎖緊過程圖

5 結(jié)束語

水是生命之源，人離不開水，它是人寶貴的資源。我們現(xiàn)實(shí)的生活中大量的浪費(fèi)水資源。水資源不斷的因?yàn)槲覀兊牟还?jié)水而減少。不懂節(jié)水的人以為節(jié)水就是對(duì)用水進(jìn)行限制的使用。其實(shí)，節(jié)水的真正含義就是希望人能夠?qū)λM(jìn)行合理的使用，將用水的效率給提高上去，不要過度的揮霍使用水資源。因此我們?cè)O(shè)計(jì)出分段式半自動(dòng)節(jié)水水龍頭，將之前的水龍頭供水方式給進(jìn)行改變，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，以此來講出水量進(jìn)行改變，且采用自動(dòng)鎖緊結(jié)構(gòu)和改變外觀設(shè)計(jì)，在對(duì)使用者用水量進(jìn)行滿足的同時(shí)將節(jié)水的功能提高。

[1]濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].高等教育出版社，2006.

[2]Autodesk，Inc.Autodesk Inventor 2009.基礎(chǔ)培訓(xùn)教程[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

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2015-11-26