淺論分段式半自動節水水龍頭設計

零桂萍（南寧市南水市政工程設計有限公司，廣西南寧530031）

淺論分段式半自動節水水龍頭設計

零桂萍（南寧市南水市政工程設計有限公司，廣西南寧530031）

水是生命之源，人為的浪費水資源使得水資源缺乏在不斷的加劇，本文主要是通過對目前水龍頭出現的一些問題進行分析，提出了分段式半自動水龍頭設計方案。

水龍頭；節水；半自動；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，但是從嚴格的角度上來看，我國其實一個水資源短缺的國家，我國雖然水的總量是很多，但是我國的人口基數也是十分龐大的，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，目前中國人均水資源占有量僅為世界人均的1/4，在世界人均水量上的排名為第110位，聯合國評判出世界上13個貧水國家，而我國就是其中之一。但是在傳統的觀念當中，我們認為水是取之不盡的，因為受到這樣長期觀念的影響，一直以來水資源都是被無度盡情揮霍，這也造成了在節水意識上，人們是沒有什么概念的，導致了非持續的開發以及利用水資源與無度浪費水資源。據不完全統計，現今在全國共有668座城市，但是缺水的城市就有400座以上的城市，年缺水量高達到60多億m3。在這樣的情況之下，中央也做出了相應的措施，鼓勵大家節約用水，如此之下，我們在對自己生活經歷進行反思下，將自己的節水方式提出來進行探討，那就是設計分段式半自動水龍頭，對現今被使用的最廣的普通水龍頭進行改進，進而達到節水目的，將水資源做到很好的利用，不浪費。這個分段式半自動水龍頭的節水設計力求通過一些設計上的理念，如：兩段供水過程、自動鎖緊、外觀設計等，將生活當中一些較為容易出現的使用水量超過了自身的需求量的一些不好的習慣以及沒有注意的情況下沒有將水龍頭關緊，使得出現漏水的現象給進行限制，并且以更加富有新意以及創造力的外觀設計來加大對人們的提示約用水。

2 發展趨勢分析

水不是取之不盡的，缺水的現象也在不斷地加劇，對于水資源的現狀，國家與人們對其的重視度也在不斷地增加，節水的話題也開始頻繁出現在大眾的視線當中，節水的方式十分多，而在這些眾多的節水方式當中最基本同時也是最直接的節水方式那就是對日常當中普遍使用的水龍頭進行有效的利用，因此在市場當中有大量如自回彈式、感應式水龍頭之類水龍頭在不斷涌入，都在節水方面，不可否認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以及人群比較密集如校園、廣場之類的地方不便使用，大家需要節水但是也要顧及到成本問題，在這些情況之下，要是出現了一種水龍頭，它不但使用方便及成本還低的節水水龍，那么這種節水型水龍頭的應用前景以及它的需求量一定會有一個十分大突破。

3 水龍頭目前所存在的一些問題

普通水龍頭經常會出現的現象有水龍頭關不緊以及因為停水而忘記關水龍頭，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 構造問題

水龍頭因為其自身的構造問題，出現了水龍頭關不緊以及其漏水之類的現象。

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，有時甚至會更加的多，用水的浪費量會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 使用者的浪費習慣

因為對于使用者慣性的思維是不能進行限制的，有很大一部分的人在用水時，其習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慣開很大的水量，在用水時其實沒有很多的地方需要開到十分大的水量，而大量的用水就會造成很多不必要的浪費。

3.2.2 使用者的粗心大意

有很多的使用者因為沒有什么很強的節水意識，在用水的時候就會經常的粗心大意，的經常會出現在沒有關緊水龍頭之后就離開了，進而使得大量的水資源被浪費。比如，停水時打開水龍頭發現沒水之后就忘記將水龍頭關緊，在用水的時候因為突然的停水沒有關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在開著水龍頭做其他事情，卻因為某些原因要離開，本以為很很短時間卻沒有將水龍頭關緊，沒想到最后造成水龍頭一直開著。

4 分段式半自動水龍頭設計方案

搖桿座、卡座、搖桿、動瓷片、定瓷片以及底座來組成分段式半自動節水水龍頭閥芯。在在卡套上固定動瓷片，使之能夠進行轉動。卡套在搖桿的作用下來帶動動瓷片和定瓷片做相對的運動，將兩個相互貼合的通流口的大小進行改變，進而將增減水流量視線到位。將棘爪裝在卡套上裝，在殼體內壁固定好棘齒。將發條彈簧裝在搖桿座凹槽處，在殼體內壁固定其外斷。閥芯總體結構如圖1所示。

圖1 閥芯總體結構圖

4.1 分段供水設計

在生活當中，因為會經常自然而然的開到水龍頭的最大量的情況，使用的水量大于實際需要的水量，導致大量的浪費，對于這一現象通過設計采用分段供水能夠進行限制。從關閉到全部打開水龍頭這一過程分為兩段，第一段，扳動手柄以豎直方向來進行，在開口度上，動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，則需將旋轉手柄以水平方向進行旋轉，這時的開口度在動瓷片與定瓷片間最大能夠到達100%，水量也相應的能夠到達100%。這樣的設計就能夠將因為習慣的開打水量這一不良的習慣給進行限制。

4.2 自動鎖緊設計

普遍上，水龍頭都有一個缺陷，那就是不能夠很好的擰緊，以至于出現漏水的現象，針對這一現象設計了自動旋緊的功能。將使用效果以及空間分布給充分的考慮進去了，主要采用棘輪以及發條彈簧與結構設計旋緊裝置。如閥芯結構圖所示，發條彈簧的內端固結到卡座固結，外端則在殼體的內壁進行固結。由卡套伸出棘爪，在殼體內壁上安裝棘齒。棘爪與棘輪在關閉狀態下是脫離的。當對第一段水量進行使用時，動瓷片就會被卡套帶移動，同時棘輪以及棘爪會接觸嚙合。當要對第二段水量進行使用時，將手柄旋轉，卡套將動瓷片帶動旋轉的時棘爪也會相對轉動棘齒，發條這時就會變緊。因為棘輪機構的作用是單向的，在旋轉過程中，瓷片能夠停留在任何位置，但是不能夠進行反向的回轉，保證持續性的供應水流。當結束使用時，將手柄按下，卡套將動瓷片帶移動，棘爪脫開棘輪，這時便可以使用到上緊的發條，帶動卡套會自動的進行回旋一直到處于關閉的狀態。切因為有預緊發條，所以這時關緊的狀態是十分好的。將發條彈簧于棘輪機構配合作用利用到位，就能夠對很容易的做到有效的關閉水龍頭，如圖2所示。

4.3 外觀造型設計

上述的分段供水設計以及自動鎖緊設計都是通過設計來講大家平時的不良用水習慣進行改變，但是生活中的用水更希望大家能夠有著很好的主動節水的意識，要想真正的從根本上去進行節水，這才是真正的根本方法。靈感來源于“節水標志”的設計，在概念上，以虛擬建模和實物制作設計水龍頭，將使用者內心強烈的節水欲望通過視覺作用來進行喚起。在整體的外觀上，水龍頭就像節水的標志一樣，一只手捧著一滴水，手柄為“手”，使用者在使用時向下，向右旋轉運動，水從水滴底部出來，進而將水龍頭正常的運作給實現到位。

圖2 自動鎖緊過程圖

5 結束語

水是生命之源，人離不開水，它是人寶貴的資源。我們現實的生活中大量的浪費水資源。水資源不斷的因為我們的不節水而減少。不懂節水的人以為節水就是對用水進行限制的使用。其實，節水的真正含義就是希望人能夠對水進行合理的使用，將用水的效率給提高上去，不要過度的揮霍使用水資源。因此我們設計出分段式半自動節水水龍頭，將之前的水龍頭供水方式給進行改變，設計結構，以此來講出水量進行改變，且采用自動鎖緊結構和改變外觀設計，在對使用者用水量進行滿足的同時將節水的功能提高。

[1]濮良貴，紀名剛.機械設計[M].高等教育出版社，2006.

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2095-2066（2016）05-0082-02

2015-11-26