一種基于防拆格林設計的水表防盜結構應用研究

摘要：目前傳統的自來水水表防盜結構還是采用外加固和傳統防盜結構進行安全防護，安全性和靈活性都不是非常的可控。通過深入的分析市場上不同的防盜產品的設計思路與具體使用原理和優點，本文通過對產品水表防盜原理和結構進行全面性能分析研究，提出了一種適合市場的防盜設計指導思想和方法。同時提出了使用防拆格林用來代替傳統螺帽連接水表，并且可以將水表鎖閉在管道上，這樣可以防止未經授權私自將水表從管道上卸下，從而達到水表，拆卸防解防盜的目的，為上海水表廠有限公司在今后的產品設計與開發上提出了可借鑒的方法，實際使用價值強并且此產品具有長遠的應用前景。

關鍵詞：水表;彈簧;磁性;鋼柱;防拆格林

一、研究背景和目的

我國在2015年就提出實現“階梯水價”的文件，各地水務部門都號召國家的改革，對水務相關工作進行了優化和改造，同時人民對傳統的用水觀念也發生了很大的改變，對供水企業的服務也提出了更高的要求。目前城市供水事業的不斷快速的發展，水務部門也都實行查表到戶，相關工程也在不斷推進和完善，勢必做到方便人民用水相關工作。

自來水公司不僅僅是肩負提供整個城市居民用水的重任，而且還是保障民生正常的用水需求的關鍵所在。當然在日常的用水中，時常也會碰到一些問題，現在大多數居民用水表都安裝在戶外，不利于管理和維護。例如，有時發現近期某小區總表用水量大大超過平時的用水量，經過工作人員上門查看后，發現有戶居民水表上的防盜鉛封已經消失。雖然可以從水表外殼上發現有撬動傷痕，但并不能證明是居民進行過私自拆裝，也就不能斷定相關水量增加的原因。其實，自來水公司對相關私自拆裝改造水表的設備具有許多判斷的經驗，他們發現許多私自拆表的用戶，大多是拆開水表兩天的格林螺母，或拆開表蓋，改動內部結構盜水，或直接插上鐵釘。所以，作為水表的制造廠家責無旁貸，必須直面問題解決問題，保證水表安全，維護城市用水安全。

二、水表防盜相關研究

為了解決相關水表防盜問題，水表廠合作開發設計了防盜格林相關防盜設計，不僅僅獲得相關訂單，產生了經濟效益，而且還給水表維護相關工作人員減輕了工作負擔。設計格林防盜而不是水表主體，根本原因是因為盜水的第一步就必須拆格林。而且格林也適合作為獨立產品，批量生產，發到各個有格林需求的客戶主體手中。

（一）、防盜扣相關研究

目前在服裝市場上安裝防盜扣是很多賣場和商家的普遍做法。由于之前商場的衣服經常出現丟失的情況，于是商家便在商品上裝上了磁力防盜扣。這種扣不借用工具，用工具根本無法拆下來。如果有客戶帶著這東西出門，門口的防報警器會發出很大的報警聲。一般在客戶購買商品付錢后，收銀員會用一個大磁鐵碰一下，就能輕松拿下來了。當然，防盜扣結構看似簡單，其實內部復雜，防盜扣是通過鋼針和寇做，夾在衣服上的這類防盜扣的結構一般是線圈鋼釘，鎖芯，塑料殼等組成鎖芯，其實是由鐵球鐵環彈簧組成的一個裝置。

（二）、防盜鎖扣原理

仔細看的話，我們會發現鋼釘上是由一圈凹槽的鋼球安裝在錐筒的圓孔位置，而錐桶安裝在金屬碗內彈簧頂住錐桶（下圖的鐵環），當釘子從防盜扣底部插入后，錐桶內的鋼珠會順勢劃到釘子的凹槽位置，錐桶（鐵環）在頂部彈簧的壓力下，將鋼珠卡在凹槽內。由于金屬碗為錐形，此時拔釘子的力越大，釘子被夾的越緊，因此用馬利也無法解開防盜扣。

（三）、防盜解扣原理

想要打開防盜扣，其中關鍵的事情就是移動鋼珠的位置，實際上，一超市中使用的防盜扣解碼器，其實就是一塊強力磁鐵（銣磁鐵），利用磁鐵的吸力，將鋼球和錐桶（鐵環）吸住向上移動，這樣上面的空間較大，鋼球向外擴散，鋼針就可以輕松的拿出來了。而有些廠家根據這一原理，通過對外美，對外觀美化做成了床單被子固定器，這樣就可以防止床單皺褶皺不平了。防盜扣的設計就是利用了鋼珠抱鎖固定針卡口，并且通過錐度的兩者配合原理來牢牢鎖住。而彈簧的作用是使鎖緊為常態，只有受外力如磁力后才打開。這和家里的彈簧鎖原理也是一樣的。選用鋼珠鎖住固定針，不是方形、六角形是因為鋼珠為圓形，在傳動中阻力小，不至于在傳動中卡阻。

三、防盜格林相關設計研究

防盜格林相關設計研究的靈感來自于生活，下面具體分析一下開發設計的防盜格林防盜設計原理和設計。

（一）、防盜格林的組成

防盜格林的組成很簡單，具體就是由螺母、防盜護套、密封平墊、鋼珠、鋼柱、彈簧組成，具體的防盜格林的安裝前剖面圖圖紙如下圖3所示，防盜格林的安裝后剖面圖圖紙如下圖4所示。

（二）、防盜格林的安裝

當螺母內外圈轉動后，對好箭頭保持一致，并箭頭朝上套入專用工具。對準防拆格林凸臺位置，按下內圈后，內外圈位置固定了，可以開始擰緊螺母。格林螺母與水表安裝完成后，把防盜護套外圈按下，使防盜護套外圈能360°旋轉，不至取出為安裝完成。防盜格林的安裝前示意圖，如圖5所示。防盜格林的安裝后示意圖，如圖6所示。

（三）、防盜格林扣的原理

防盜格林分為內圈螺母和防盜護套外圈，內圈螺母的作用主要是使內圈螺母的內螺紋與水表外螺紋連接固定。防盜護套外圈的作用一方面格林擰緊或旋松接管是通過防盜護套外圈的一側內六角與內圈螺母外六角連接的方式達到傳動擰緊與旋松的目的。而另一方面，防盜護套外圈的另一側內孔圓形與內圈螺母中的外六角形狀不接觸，旋轉防盜護套外圈只是徒勞空轉。和之前的防盜扣的原理一樣，只不過防盜扣利用磁性相吸，而防拆格林利用磁鐵同極相斥的原理。防拆格林放入專用工具后，專用工具內的磁極與防拆格林的磁極相斥后，彈簧支撐的磁性鋼柱縮回口內。按下內圈后，防盜護套外圈的一側內六角與內圈螺母外六角連接，旋轉防盜護套外圈就可以帶動內圈螺母旋轉了。

四、防盜格林扣應用前景和小結

如上一節所描述，彈簧的作用是使設計的一個狀態為常態，或是鎖緊或是打開狀態。鋼柱的目的是阻隔的作用，圓形便于傳動。鋼珠是球形，同樣圓形便于傳動，但是鎖緊并不是最適合，所以需要加上輔助機構達到鎖緊目的。例如，圓錐鎖緊是依靠錐度鎖緊，如果施力方向不對會越來越緊。而且通過圓錐的定心是比較好的選擇。利用磁性的同極相斥異極相吸也是很好的選擇。為什么防盜格林使用同極相斥的原理？因為它要防盜，別想用一個大磁鐵吸上去就解決了。它就像0和1的代碼，在設計師的手中，按照需要信手拈來排列組合出8進制，16進制的代碼，像萬花筒一樣綻放。開鎖必須有對應的鑰匙才行。所以，使用磁性達到鎖的功能是一個很好的設計選擇。同樣，防拆格林在水表行業的使用，在燃氣行業的使用前景也同樣一片光明。它是一個跨行業的市場，所以同樣為今后的設計指導思想開辟了一條嶄新的先河。

經過充分的調查和對大量資料的研究，本文分析了一種基于防拆格林設計的水表防盜結構應用，針對水表防盜的研究背景和現狀，介紹了水表防盜相關研究原理、理論工作原理和設計思路，圍繞著企業的實際需求，完成了一種基于防拆格林設計的水表防盜結構應用的實現。文章對防盜格林的組成、安裝和防盜格林扣的原理進行研究，詳細分析防盜格林扣的應用。最后，通過以上對防拆格林設計的水表防盜結構的了解，分析了防盜格林扣的實際應用前景，并對全文進行總結和改進。

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作者簡介：畢海洲（1973.4—），男，江西省贛州市人，漢，機械工程師，本科，單位上海水表廠有限公司，研究方向：水表行業。