桶裝水水桶內壁清理裝置的設計

張義勝 畢方淇 陳金利 侯心愛

摘要：針對桶裝水桶內壁清理困難、效果不理想等問題，設計一種簡易的清理裝置。介紹清理裝置的結構組成和工作原理，探討升降拉桿、清洗頭伸縮調整拉桿、清洗頭、彈簧清潔桿等主要部件的設計與優化，為水桶清潔提供一種勞動強度低、清潔效果好的實用裝備。

關鍵詞：水桶內壁;清理裝置;設計;清洗頭

中圖分類號：S129??? 文獻標識碼：A??? 文章編號：1674-1161（2021）04-0029-03

隨著生活水平的提高，桶裝飲用水日漸普及，約有76%的城市家庭選用桶裝飲水。水桶在使用一段時間后，其內壁上會積攢污垢甚至出現青苔，并污染桶內飲用水。由于水桶的上端接口較為細長，人的手臂無法伸入，所以即使借助刷子等工具，桶內的大部分區域依然得不到有效清洗。特別是塑料水桶的內壁不平整，清理難度更大。為解決此問題，設計一種桶裝水水桶內壁清理裝置，旨在提供一種勞動強度低、且清潔效果好的清潔裝備。

1 水桶內壁清理裝置的結構

水桶內壁清理裝置主要由清洗頭、導向機構、連桿機構、定位機構四大部分組成，具體結構見圖1。

1.1 清洗頭

清洗頭包括清洗球、連接桿、球架和銷軸，詳見圖2。清洗球采用塑料或橡膠材料，可以在球架內轉動，保證其任何部位都能夠與桶裝水水桶內壁接觸，避免磨損不均勻。球架頂部設有連接桿，其外部套裝彈簧。依靠彈簧伸縮使清洗球緊緊靠在水水桶內壁上，增強清洗效果。

清洗頭伸縮調整拉桿軸通過連桿機構連接一組清洗頭。拉動升降手輪，能使拉桿與清洗裝置升降桿發生軸向相對位移，并帶動清洗頭張開或合攏，用來實現清洗頭對桶裝水水桶內壁不同直徑和不同高度的清理。

用于清理桶內邊角處的彈簧清潔桿主要用于清潔水桶的提手部位，其結構如圖3所示。清洗彈簧的一端插接插桿，用來固定清洗球。

1.2 導向機構

如圖4所示，在清洗裝置升降桿上部的內孔上開設鍵槽，導向銷兩端嵌入鍵槽內，使升降桿與伸縮調整拉桿之間只存在軸向的相對移動，不存在周向的相對轉動。這種設計確保只調節清洗頭高度，不改變清洗直徑。在清洗裝置升降桿的頂部還安裝有蝶形螺母。當蝶形螺母鎖緊時，清洗頭伸縮調整拉桿與清洗裝置升降桿之間相對固定，調整拉桿無法抽拉，此時清洗頭只在某個直徑上清洗桶裝水水桶內壁，不能軸向移動。

在升降套筒內腔的上端口處設有上接頭，其軸心處設置與升降套筒內腔同軸的內腔，清洗頭伸縮調整拉桿從內腔中穿過，大手輪位于升降套筒上接頭與升降套筒筒體結合處的根部。大手輪的作用是轉動清洗頭，用于桶裝水水桶內壁的清洗。升降手輪的作用是拉動清洗頭上下位置，調整清洗頭的清洗直徑。

清洗主臂（圖5）的上端設置與清洗頭彈簧配合插接的彈簧安裝頭，在其下部徑向設有與主臂調整拉桿配合鉸接的清洗主臂上連接孔。連接孔的作用是插入插銷，固定清洗主臂外圓上的彈簧。在清洗主臂的底部設有開口向下的“匚”狀清洗主臂連接口，并在清洗主臂連接口的兩端開設與清洗裝置升降桿底部鉸接的連接孔，方便與清洗裝置升降桿底部鉸接。

在主臂調整拉桿A（圖6）的兩端分別設置有開口朝向外側的“匚”狀連接口，在連接口的兩端開設有連接孔。主臂調整拉桿B的結構與A相同，只是連接口的開口寬度較大，可以套裝在主臂調整拉桿A連接口的外部，方便調節清洗直徑。

1.3 連桿機構

連桿機構包括兩條清洗主臂、調整拉桿A和調整拉桿B。2條清洗主臂對稱設置，方便清洗頭升降和清洗直徑調整。當清洗頭伸縮調整拉桿的向上移動時，帶動主臂調整拉桿A和主臂調整拉桿B的一端上移，分別帶動2條清洗主臂靠近;當清洗頭伸縮調整拉桿向下移動時，2條清洗主臂遠離，達到調整清洗頭清洗直徑的目的。清洗器固定螺母將桶裝水水桶內壁清理裝置固定在桶口處。

在清洗頭伸縮調整拉桿（圖7）的中部設置圓形的升降拉桿凸臺，利用彈簧防止其軸向串動。清洗頭伸縮調整拉桿的頂部開設通孔，用來固定升降手輪。通過清洗頭伸縮實現清洗頭的張開或合攏，拉伸距離在升降拉桿上接頭的長度范圍內。

1.4 定位機構

在清洗器固定螺母的上部徑向對稱開設2個定位機構容納槽，分別放入一組定位機構。定位機構包括定位球、定位彈簧和固定螺釘，詳見圖8。在升降拉桿的外圓上加工若干組球型定位槽。當升降拉桿沿清洗器固定螺母軸向移動時，定位球卡入相應的定位槽中，實現水桶內壁不同高度的清理。

2 水桶內壁清理裝置的工作過程

清洗帶有提手的水桶時，松開鎖緊螺母并向外拉出清洗頭伸縮桿，拉桿使清洗頭并攏;將清洗頭和清洗裝置升降桿送入桶內，利用固定螺母卡在桶口處，降下清洗頭伸縮桿使清洗頭張開并接觸到水桶內壁，然后鎖緊螺母;軸向移動清洗裝置升降拉桿，實現清洗頭軸向位置移動。

轉動大手輪，帶動清洗裝置升降拉桿、伸縮桿、清洗頭轉動，清洗球與水桶內壁發生摩擦，清潔水桶底部和提手處下部的內壁，見圖9中a的b;繼續下壓清洗頭伸縮桿使清洗頭上揚，清洗提手底部和上部內壁，見圖9中的c和d;拆掉一側的清洗頭和連桿機構，可以清洗提手處的相對內壁，見圖9e;利用清洗彈簧可彎折的特性，對提手處進行清洗，見圖9中的f和g。通過以上步驟，可以完成對無提手的水桶內壁清洗，見圖9h。

3 結論

針對桶裝水水桶內壁污垢的清理困難、費時費力、清理效果不理想等問題，設計一種可以方便對桶裝水水桶內壁進行清理的裝置，并申請實用新型專利，專利號為ZL 2009 2 0538822. 3。使用該裝置方清理桶裝水桶內壁，省時省力，清理效率高，且能避免用清洗劑造成的種種危害。

參考文獻

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Design of Internal Wall Cleaning Device for Bucket of Bottled Water

ZHANG Yisheng，Bi Fangqi， CHEN Jinli， HOU Xinai

（Zibo Institute of Agricultural Mechanization， Zibo Shandong 255086， China ）

Abstract： A simple cleaning device is designed to solve the problems such as the difficulty in cleaning the internal wall of the bucket and the unsatisfactory effect.This paper introduces the structural composition and working principle of the cleaning device， discusses the design and optimization of the main components， such as the lifting rod， the telescopic adjusting rod of the cleaning head， the cleaning head and the spring cleaning rod， in order to provide a practical equipment with low labor intensity and good cleaning effect for the cleaning of the bucket.

Key words： internal wall of bucket; cleaning device; design; cleaning head

收稿日期：2021-06-12

作者簡介：張義勝（1962—），男，正高級工程師，從事糧食種植及收獲機械的研究。