一种停水自动关闭的水龙头的制作方法

[0001]
本实用新型属于水龙头技术领域，特别涉及一种停水自动关闭的水龙头。


背景技术：

[0002]
普通水龙头在用水过程中如果发生突然停水，使用者常常会忘记关闭水龙头，恢复供水后常常会引起不必要的浪费，甚至会发生安全事故。而目前对于停水自闭水龙头的研究多种多样，有的利用电路控制机构实现停水自闭，有的利用浮阀实现停水自闭，但是此类水龙头大多结构复杂、可操作性低。
[0003]
文献《一体化停水自闭式水阀创新设计》公开了一种利用浮阀实现停水自闭的装置，虽然通过浮阀可以实现停水自闭的功能，但是每次停水再恢复供水后手柄并不能复位，再次使用时需要额外的解锁操作才可以继续使用，操作复杂。


技术实现要素：

[0004]
针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种停水自动关闭的水龙头；该水龙头在停水时自动实现固定阀芯的关闭，恢复供水后不需要额外的操作即可正常使用，操作简便。
[0005]
本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是：
[0006]
一种停水自动关闭的水龙头，包括水龙头本体、手柄、入水管、出水管和导水管；所述入水管、导水管和出水管均位于水龙头本体内，入水管的一端与自来水供水管连接，另一端设有固定阀芯；导水管的下端与固定阀芯连接，使导水管与入水管连通；出水管的一端与导水管的侧面连接；其特征在于，该水龙头还包括压杆、棘轮、棘爪、齿轮、阀芯杆、棘轮杆、固定杆、挡水片和扭转弹簧；
[0007]
所述压杆位于水龙头本体内，手柄的一端伸入水龙头本体内与压杆的上部铰接；压杆的下部分插入导水管内且末端插入阀芯杆内，压杆的底部与阀芯杆之间设有复位弹簧，在复位弹簧的作用下压杆能在导水管内上下往复滑动，在手柄的作用下压杆能带动阀芯杆转动；阀芯杆的下部固定有与固定阀芯匹配的活动阀芯；在压杆的下部且位于出水管上方的导水管内固定有齿轮；
[0008]
所述固定杆固定在水龙头本体内且下端伸入入水管内，固定杆的上部转动安装有导向轮；棘轮嵌在水龙头本体内且套装在导向轮外侧，与导向轮不干涉，棘轮同时与齿轮啮合；棘爪转动安装在导向轮上，与棘轮的内齿啮合；棘轮杆的上端与导向轮固连，下端固定有挡水片；挡水片位于入水管内，扭转弹簧套装在固定杆的下端，扭转弹簧的一端与挡水片的一侧固连，另一端与入水管的侧壁固连。
[0009]
所述压杆下部的外壁上设有凸条，阀芯杆上部的内壁上设有与凸条配合的限位槽。
[0010]
所述棘爪与棘轮啮合的一端与另一个复位弹簧的一端固连，复位弹簧的另一端固连在导向轮上。
[0011]
所述水龙头本体的上部设有槽口，槽口的下部为与手柄和水龙头本体相交位置尺寸一致的缺口，槽口上沿为长条状；初始状态时手柄位于槽口的缺口位置，使用时手柄向上转动至槽口的上沿位置，并能沿槽口的周向方向转动手柄。
[0012]
所述齿轮的齿部位于上端面，棘轮的下端面设有与齿轮上端面的齿部啮合的齿部，棘轮侧面的内齿与棘爪啮合。
[0013]
所述棘轮杆平行于固定杆，与固定杆不干涉。
[0014]
所述挡水片位于入水管内，挡水片的直径与入水管的直径方向一致。
[0015]
所述扭转弹簧的最大扭矩为0.5-1倍自来水对挡水片的力矩。
[0016]
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
[0017]
1、本实用新型充分利用棘轮棘爪单向传动的特点，在入水管中设置挡水片，通过水流的冲击力打开挡水片的同时带动棘爪逆时针转动，而不影响棘轮的正常转动，进而打开固定阀芯，实现供水；而在停水时挡水片在扭转弹簧的作用下复位，带动棘爪顺时针转动，进而带动棘轮转动，齿轮在棘轮的作用下转动，使关闭固定阀芯，实现水龙头的自动关闭，所有功能单纯采用机械结构实现，即停水时水龙头的动力来源在于挡水片处水压的变化，此后通过棘轮
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齿轮
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手柄的机械传动来使固定阀芯关闭，整个过程并不耗能，操作简单。
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2、由于棘轮棘爪的存在，在水龙头自动关闭的过程中手柄、活动阀芯和挡水片等部件也一同复位至关闭状态的位置，因此在恢复供水后，使用者不需要额外的操作即可照常使用。
附图说明
[0019]
图1是本实用新型停水自动关闭的水龙头的整体结构示意图；
[0020]
图2是本实用新型停水自动关闭的水龙头的整体结构沿导水管轴向的剖视图；
[0021]
图3是本实用新型的手柄与压杆连接示意图；
[0022]
图4是本实用新型的压杆与阀芯杆的连接示意图；
[0023]
图5是本实用新型的活动阀芯与固定阀芯相互配合的局部放大图；
[0024]
图6是本实用新型的棘轮和齿轮啮合的结构示意图；
[0025]
图7是本实用新型的挡水片与入水管的配合示意图；
[0026]
图8是本实用新型的挡水片与扭转弹簧的连接示意图；
[0027]
图中，1-手柄；2-槽口；3-压杆；4-棘轮；5-棘爪；6-齿轮；7-活动阀芯；8-固定阀芯；9-二号复位弹簧；10-扭转弹簧；11-入水管；12-出水管；13-阀芯杆；14-棘轮杆；15-挡水片；16-固定杆；17-水龙头本体；18-导水管；19-导向轮；20-一号复位弹簧。
具体实施方式
[0028]
下面给出本实用新型的具体实施例，具体实施例仅用于进一步详细说明本实用新型，不限制本申请的保护范围。
[0029]
本实用新型提供了一种停水自动关闭的水龙头(简称水龙头，参见图1-8)，包括水龙头本体17、手柄1、压杆3、棘轮4、棘爪5、齿轮6、出水管12、阀芯杆13、入水管11、棘轮杆14、固定杆16、导水管18、挡水片15和扭转弹簧10；
[0030]
所述入水管11、导水管18和出水管12均位于水龙头本体17内，导水管18与入水管11相互垂直；入水管11的一端与自来水供水管连接，另一端的顶部设有固定阀芯8；导水管18的下端与固定阀芯8连接，使导水管18与入水管11连通；出水管12的一端与导水管18的侧面连接，另一端用于出水；
[0031]
所述水龙头本体17的上部设有槽口2，水龙头本体17的中部开有用于安装棘轮4的凹槽；槽口的下部为与手柄和水龙头本体相交位置尺寸一致的缺口，槽口上沿为长条状，初始状态时手柄位于槽口的缺口位置，在使用时手柄向上转动至槽口的上沿，手柄能沿槽口的周向方向转动；压杆3位于水龙头本体17内，手柄1的一端穿过槽口2伸入水龙头本体17内与压杆3的上部铰接，手柄1的另一端用于手持；导水管18的下部设有阀芯杆13，压杆3的下部分从导水管18的顶部插入导水管18内且末端插入阀芯杆13内，压杆3插入阀芯杆13内的距离足够长，保证压杆3不会从阀芯杆13内滑出，压杆3能在导水管18内上下往复滑动且在手柄1的作用下能带动阀芯杆13在导水管18内转动；压杆3的底部与阀芯杆13之间设有用于压杆3复位的二号复位弹簧9，通过阀芯杆13的轴肩对二号复位弹簧9进行轴向限位；阀芯杆13的下部固定有活动阀芯7，阀芯杆转动进而带动活动阀芯转动，活动阀芯的转动，能遮挡固定阀芯，当活动阀芯7完全挡住固定阀芯8的进水口时，出水管内无水流出；当活动阀芯转动过程中未对固定阀芯遮挡时，出水管内出水，实现水龙头的开闭；压杆3的下部固定有齿轮6，齿轮6的齿部位于上端面，齿轮6位于导水管18内且导水管18正对安装棘轮凹槽的一侧对应位置设有开口，方便齿轮6与棘轮4啮合；二号复位弹簧处于自然状态时，齿轮6与棘轮4啮合，齿轮6随压杆3上下往复滑动过程中的最低点始终位于出水管12与导水管18连接位置的上方，保证水不会淹没齿轮6，水完全从出水管12排出；
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所述固定杆16固定在水龙头本体17内且下端伸入入水管11内，固定杆16与导水管18平行，固定杆16与入水管11的插口处进行密封处理，保证水不从插口处外漏；固定杆16的上部转动安装有导向轮19；棘轮4嵌在水龙头本体17的凹槽内，棘轮4套装在导向轮19外侧，与导向轮19不干涉，棘轮4的下端面设有与齿轮6上端面的齿部啮合的齿部；棘爪5通过销轴转动安装在导向轮19上，与棘轮4的内齿啮合；棘轮杆14的上端与导向轮19固连，下端固定有挡水片15；棘轮杆14平行于固定杆16，与固定杆16不干涉；挡水片15竖直位于入水管11内，挡水片15的横截面与入水管11的横截面大小相同；扭转弹簧10套装在固定杆16的下端，扭转弹簧10的一端与挡水片15的一侧固连，另一端与入水管11的侧壁固连，扭转弹簧10用于挡水片15的复位。当有水流流过时，会使挡水片整个在入水管内转动，就像硬币立着转动一样，进而实现为水龙头供水。
[0033]
所述压杆3下部的外壁上设有凸条，阀芯杆13上部的内壁上设有与凸条配合的限位槽，通过凸条与限位槽的配合实现压杆3的限位，压杆3和阀芯杆13通过凸条和限位槽配合固定在一起，在手柄的转动作用下压杆3带动阀芯杆13转动。
[0034]
所述棘爪5与棘轮4啮合的一端与一号复位弹簧20的一端固连，一号复位弹簧20的另一端固连在导向轮19上，一号复位弹簧20的作用是，在棘爪逆时针转动时使棘爪卡在棘轮齿槽内，减小棘爪5与棘轮4的摩擦。
[0035]
所述扭转弹簧10的最大扭矩为0.5-1倍自来水对挡水片的力矩，保证自来水能够将挡水片冲开。
[0036]
本实用新型的工作原理和工作流程是：
[0037]
打开水龙头：向上抬起手柄1使手柄运动到槽口2的上沿，随后继续抬起手柄1，此时手柄1以手柄1与槽口2上沿的接触点为支点做杠杆运动，手柄1与压杆3铰接的一端向下压动压杆3，带动齿轮6向下运动，与棘轮4脱离啮合，此时二号复位弹簧9被压缩；然后转动手柄1，带动压杆3转动，使活动阀芯7打开固定阀芯8；在此之前，自来水供水管内的水进入入水管11内，挡水片15在水流作用下被逆时针(根据图中棘爪的安装方向，棘爪的安装方向决定了挡水片的转动方向)旋转90
°
，入水管11被打开，实现供水；在挡水片15旋转过程中，挡水片15通过棘轮杆14带动导向轮19也逆时针旋转90
°
，棘爪5在棘轮4内逆时针转动一个齿的距离，在打开水那一瞬间水的冲力最大，棘爪转动也有摩擦力，因此棘爪5只运行一个齿的距离，此时扭转弹簧10被压缩；然后松开手柄1，压杆3在二号复位弹簧9的作用下向上滑动，齿轮6也向上运动，与棘轮4啮合状态；
[0038]
正常供水中关闭水龙头：重复前述手柄1做杠杆运动的过程，然后反向转动手柄1，带动压杆3反向转动，使活动阀芯7关闭固定阀芯8，即可将水龙头关闭；
[0039]
停水时关闭水龙头：停水后，自来水供水管内的水压逐渐减小，当入水管11内的水压小于扭转弹簧10的弹力时，扭转弹簧10复位并带动挡水片15顺时针旋转90
°
，挡水片15通过棘轮杆14带动导向轮19也顺时针旋转90
°
，棘爪5带动棘轮4顺时针转动90
°
，棘轮4带动齿轮6反向转动90
°
，使压杆3反向转动，进而使活动阀芯7关闭固定阀芯8，实现水龙头关闭，恢复到水龙头正常关闭状态，下次使用时直接重复上述过程即可。
[0040]
可行性分析：
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国家规定的自来水管内部压强p要大于0.14mpa,以p＝0.14mpa计，计自来水水管的直径d＝0.025m,可根据公式(1)估计来水时对挡水片的力矩：
[0042][0043]
其中，r为水管的半径，x为挡水片圆心至半径方向上任意点之间的距离；m1＝p*2/3*r3＝0.18n*m，假设此扭矩也是扭转弹簧旋转90度时的扭矩；
[0044]
设手柄长度为40mm，正常打开水龙头所需力矩:m2＝0.02(水龙头柄长度的一半)*3(手施加给手柄的力)＝0.06n*m。打开水龙头所需要的扭矩m2小于来水时水压作用于挡水片产生的扭矩m1，棘轮所受的摩擦力相对于m1来说也较小，可以忽略不计，因此自来水的冲力完全可以带动整个棘轮和齿轮转动。
[0045]
本实用新型未述及之处适用于现有技术。