齊玉品++齊運忠
一、問題的發現與設想
我是一名小學六年級的學生,家住農村。從我記事起,家里的用水主要靠村里的一口大井集中供應。每天由專人定時開關水泵,通過潛水泵把水抽上來,然后通過地下管道送進各家各戶。
有一天,我家水缸里的水用完了。這天家中沒人,水龍頭也是關著的,沒有接到水。做飯時,我和哥哥抬著桶到鄰居家去借水,剛一進他家的門,只見滿院子都是泥和水。原來,早晨放水時,他家的龍頭忘關了。另外,人們冬天為了防止把水管凍壞,需要等停水時把水龍頭打開,放進一部分空氣,再擰緊水龍頭。
這幾種情況,幾年來在我們村不知發生過多少回。
從那時起,我就想,要是有一種新的開關,不用人看管,既能在水缸缺水時自動打開,又能在缸滿后自動關閉,泵房停機時還能自動放氣,那該多好啊。當時因為我年紀小,不懂得其中的道理,只能自己在頭腦里畫一個大大的問號。
二、方案的設計與制作
經過幾年的仔細觀察和分析,我發現,現在的水龍頭是連續供水時用的。它靠外力把出水口壓住和打開。我們用的自來水有以下幾個特點:一是定時(有時也因停電等不能定時),專人開停水泵,水管里的水是時有時無,斷斷續續的;二是放水時,水管里的水有壓力,這種壓力隨水的急緩而變化;三是停水時,因泵、管密封,會把一部分水抽回去。
能不能利用水本身的壓力來壓住出水口關閉水閥呢?一天,我在旁邊觀察爸爸修理噴霧器,發現打氣筒是靠底部的阻水球在水的壓力下堵住進氣孔,防止水進入氣筒的。我當時就在想,根據這個道理,如果在出水口處也裝進一個小球,問題不就解決了嗎?這個問題解決了,但是往水缸注滿水前,這個小球放在什么地方呢?
針對這一問題,我設計了這樣一個方案:在出水口旁安裝一個與它相通的管子作為導管,把小球裝在里面。這個導管的尾部密封,在它的下面再安裝一個浮子,使它能隨著水缸中水位的變化上下移動,利用缸中水位的升降控制導管中小球的前后滾動,達到控制閥門的開關的目的。然后用一個能使出水口轉動的支架,將它固定在水缸沿上。
于是,我請爸爸幫我買來安裝自來水用的塑料三通,塑料管、軟膠管、膠水等物品,把自己平時玩的小鋼球找出來,開始動手制作起來,用一些簡單的工具,把準備好的材料進行了加工改造,進行試驗。
三、克服困難,取得收獲
在制作過程中,我遇到過不少困難。開始制作的自動開關,當水流得快時,即便是導管尾都下斜,也會半途停水。當時,我有點灰心。這時,老師和爸爸幫助我、啟發我、鼓勵我找出失敗的原因。經過一番琢磨,我猜想,可能是導管太短,它的底部又是平的,放水時,小球受到水的沖力過大而造成的。于是,我又重新做了一個,把導管加長,又把里面的底上放進一個塑料短環,形成一個小球窩,減小了水對鋼球的沖力,問題得到解決了。
四、發明的設計原理及特點
家用水閥自動開關是為解決農戶家庭用水的需要而設計的。農村的自來水又主要是靠水泵抽水提供的。因開泵時間不定及停電等原因,容易造成溢水或漏水現象。
家用水閥自動開關的設計原理主要是,通過在可以轉動的出水管的一側裝上與之垂直的盲管,內藏一重球,盲管下連一浮桶。無水時盲管下垂,可以放水。水滿缸后浮桶托起盲管,重球滾入出水管堵住水道而停水。
該開關有結構簡單、可靠、使用方便等特點,能發揮節約用水,節約能源,節省人力的作用。
由于制作材料和制作工具的限制,還有不完美的地方:外形還比較粗糙;里面的小鋼球容易生銹,會導致關閉不嚴。
為了解決上述問題,我打算做如下改進:一是采用鋁或銅制作外殼,這樣會更堅固耐用;二是小鋼球可采用玻璃或不生銹鋼球。
責編/劉紅偉