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基本信息
- 項目名稱：
- 機械式斷水自閉閥
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 日常生活中難免會有停水的事件發(fā)生，普通水閥不能斷水自閉，可能會導(dǎo)致停水后恢復(fù)來水時，發(fā)生水流不止的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象嚴(yán)重時可能會危及人身財產(chǎn)安全。為了從技術(shù)上解決上述問題，有必要設(shè)計一種新型水龍頭。該產(chǎn)品的設(shè)計將在節(jié)約淡水資源方面作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，尤其在我國淡水資源緊缺的現(xiàn)實狀況下更加顯得有意義，同時亦可消除許多安全隱患。適合在居民家里等環(huán)境下使用。同其它具備停水自閉的水閥相比，該產(chǎn)品材料簡單，成本低廉，方便耐用，符合人們的傳統(tǒng)使用習(xí)慣。 該水閥是利用在水壓力和彈簧力的共同作用，結(jié)合凸輪機構(gòu)實現(xiàn)斷水自閉的功能，無需電源等其它輔助裝置。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括：閥芯、彈簧、滑塊、導(dǎo)軌、密封圈和閥座。
- 詳細(xì)介紹：
- 該閥門有三種工況。 第一，在正常有水情況下使用該水閥。正常使用時，由于有水壓力的作用，閥芯會被頂?shù)巾敹?，使得閥芯上出水口和閥出水口處在一個平面上。此時，彈簧被壓縮。要實現(xiàn)水流的導(dǎo)通的話，則須旋轉(zhuǎn)手柄使閥芯的圓形口和閥出水口相通。 第二，就是該水閥的獨特的斷水自閉的特點。當(dāng)停水時，由于水壓力的消失，被壓縮的彈簧將會恢復(fù)到原長，在彈簧力的作用下閥芯上的滑塊將沿著導(dǎo)軌旋轉(zhuǎn)向下移動，此時閥芯將會下移到底端位置。這時，閥芯上的閥口軸線和閥出水口軸線垂直。當(dāng)水再次來的時候，水壓力在次將閥芯頂?shù)缴隙恕５枰獜娬{(diào)的是此時閥芯是豎直向上移動，而他的移動方式不會受到滑槽的限制。此時，閥芯雖在上部但閥芯上的閥口軸線和閥出水口仍處于垂直狀態(tài)。也就是說，當(dāng)停水后再來水時，也不會出現(xiàn)因忘記關(guān)閉把手而造成了水資源的浪費。 第三，停水情況下，閥芯被彈簧壓到底端，此時旋轉(zhuǎn)閥芯，滑塊沿著導(dǎo)軌螺旋上升，閥芯上移。但松手后閥芯馬上會被壓回底端。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：在人們?nèi)粘Ｉ钪杏捎谧詠硭墓?yīng)難免發(fā)生中斷的情況，但又由于忙碌的生活節(jié)奏，一時疏忽導(dǎo)致忘記關(guān)閉水龍頭，等到恢復(fù)供水時水流不止，不僅造成嚴(yán)重浪費水資源，嚴(yán)重時可能還會威脅生命、財產(chǎn)安全。本作品設(shè)計的目的就在于從技術(shù)角度盡量避免此類事情的發(fā)生。 基本思路：在家庭水管入戶處安裝我們設(shè)計的機械式斷水自閉閥，供水中斷后水閥自動關(guān)閉，這樣就保證了即便恢復(fù)供水后房間內(nèi)用水終端處于開啟狀態(tài)也不會水流不止。 創(chuàng)新點：1、水龍頭導(dǎo)通需要同時滿足兩個條件；2、利用大傾角的螺紋不能自鎖使得閥芯在壓力作用下自旋。 技術(shù)關(guān)鍵：滑槽傾角λ和彈簧參數(shù)（剛度k、彈簧絲直徑d、彈簧中徑D）； 技術(shù)指標(biāo)：正常水壓供水范圍(0.14MPa以上)內(nèi)能靈活開關(guān)，在斷水（或水壓很低）時能夠自動關(guān)閉。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性：該作品通過力比較和利用凸輪運動規(guī)律控制閥芯的運動，理論計算和實踐證明可行。 先進(jìn)性：排除電子式的自閉閥，同同類作品相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠度高、成本低、結(jié)構(gòu)緊湊等的優(yōu)點。經(jīng)專利文獻(xiàn)檢索，現(xiàn)有的類似的作品有哈爾濱興言科技發(fā)展有限公司李洪彥的作品（ 專利號：200810064106.2）具有可比較性。相比該專利作品，我們的作品結(jié)構(gòu)在能同樣實現(xiàn)相同功能的同時，最重要的是具有以下先進(jìn)之處: 1.沒有安裝方向角度限制。由于原作品依賴重力的作用，因此安裝時有方向角度的限制，在某些場合下是不方便的； 2.具有恢復(fù)來水指示的功能。我們的作品有水無水時的狀態(tài)是不同的，原作品想要知道是否恢復(fù)來水只能通過去現(xiàn)場開啟水閥來觀察； 3.我們的作品相對原作品結(jié)構(gòu)更簡單緊湊，成本更低。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 獲湖北省機械創(chuàng)新設(shè)計大賽一等獎 2008.5； 湖北省第七屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽一等獎 2009.5。
作品所處階段
- 本作品目前處在中試階段。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 可提供模型、圖紙、現(xiàn)場演示、圖片、錄像和樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 1、使用說明：該水閥安裝在自來水水管入戶處，緊接總水閥安裝，有水時使用方法同普通自來水龍頭一樣，旋轉(zhuǎn)手柄正常開啟或關(guān)閉；斷水時即刻自閉，即便期間擰開閥門，松手后閥門依然自動關(guān)閉。 2、適應(yīng)范圍和推廣前景：該作品適用于家庭、學(xué)校宿舍以及車站、超市等場所。該閥方案可以推廣到園林噴灌終端設(shè)備，具有關(guān)閉多個終端水龍頭只需關(guān)閉總閥，而再開啟時總閥時各終端不會自行開啟的功能，如同關(guān)閉計算機機房總電源再打開總電源各計算機不會自動開機一樣。 3、市場分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測：市場上這種水龍頭很少見，但是在水資源愈發(fā)顯得寶貴的將來，這種節(jié)水的水龍頭有很大的市場前景，大批量生產(chǎn)時經(jīng)濟(jì)效益可觀。
同類課題研究水平概述
- 我國是一個水資源短缺的國家，人均水資源量約為2200m^3，約為世界平均水平的四分之一。水污染嚴(yán)重，水質(zhì)型缺水更加劇了水資源的短缺。而隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，用水量持續(xù)增長，用水結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整。節(jié)約用水、高效用水是緩解水資源供需矛盾的根本途徑。節(jié)約用水的核心是提高用水效率和效益。國家厲行節(jié)約用水。堅持科學(xué)的發(fā)展觀，把節(jié)水放在更加突出的位置。國家鼓勵節(jié)水新技術(shù)、新工藝和重大裝備的研究、開發(fā)與應(yīng)用，大力推行節(jié)約用水措施，發(fā)展節(jié)水型工業(yè)、農(nóng)業(yè)和服務(wù)業(yè)，建設(shè)節(jié)水型城市、節(jié)水型社會。 城市生活節(jié)水對于促進(jìn)節(jié)水型城市的建設(shè)具有重要意義。城市生活用水包括：城市居民、商貿(mào)、機關(guān)、院校、旅游、社會服務(wù)、園林景觀等用水。目前城市生活用水已占城市用水量的55%左右，隨著城市的發(fā)展還將進(jìn)一步增加；城市生活用水與人民群眾日常生活密切相關(guān)，目前人均生活用水量為212升/日（其中設(shè)市城市為228升/日）。 節(jié)水型用水器具的推廣應(yīng)用，是生活節(jié)水的重要技術(shù)保障。推廣非接觸自動控制式、延時自閉、停水自閉、腳踏式、陶瓷磨片密封式等節(jié)水型水龍頭，淘汰建筑內(nèi)鑄鐵螺旋升降式水龍頭、鑄鐵螺旋升降式截止閥。 在這樣的大背景下，以節(jié)水為主題的各種水閥得到廣泛發(fā)展。綜觀國內(nèi)外自閉水龍頭的發(fā)展概況，現(xiàn)有時興的感應(yīng)式水龍頭，除此以外還有延時自閉式水龍頭、定時自閉式水龍頭和定量自閉式水龍頭，對于斷水自閉式水閥，特別是無需借助電子裝置和不依賴外供電源的機械式斷水自閉閥則研究相對較少，目前市面上也未見到相同功能的產(chǎn)品。 國內(nèi)外電子式或機電式的水閥能夠?qū)崿F(xiàn)按需自動開啟或關(guān)斷，不用擔(dān)心停水自閉與否，但其成本價格極其昂貴，維護(hù)也相對困難。本類純機械式斷水自閉水閥產(chǎn)品市場上很少見，但一直以來國內(nèi)外陸續(xù)有各種類似功能的機械式斷水自閉閥出現(xiàn)，有的還申請過專利，但市場上未見其產(chǎn)品。近年來的比賽中也不乏這種水閥的身影，但是我們的作品相較起來有實質(zhì)性的優(yōu)勢，比如它們有的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不符合使用習(xí)慣，有的有特殊的安裝要求，還有的受水壓的波動影響太大，工作時可能會產(chǎn)生誤動作，給生活帶來不少麻煩，而我們的作品就沒有上述一些缺陷。
