专利名称：节水卫生龙头的制作方法
技术领域：
本发明属于人类生活取水用品。
本发明是关于水龙头的一种改进。
自来水已在我国城乡得到普及，现有的水龙头，用手开关，虽然人们对开、关水龙头已习以为常，但在用水过程中(如刷牙、洗菜等)，龙头一直开启，使浪费之水达实际用水的两倍左右;同时在广大断续供水的乡村，人们常因停水忘关龙头，致使再次来水造成空流浪费;另外，洗干净的手，也会在关龙头时被污染，在通过接触传染的疾病流行和水资源越来越紧张的当今，实现水龙头自控或半自控，以达到卫生而又节约用水之目的，是人们普遍的愿望。因此，为上述目的而设计的水龙头仅申请专利的就有几百项之多，但这些龙头大部分功能单一，与上述要求还有较大距离;比较实用的也有某些不足《自动开关节水器》(91221526.7)及《带气压控制关闭装置的自来水阀》(89215941.3)只针对容器蓄水之用，在大量日常生活用水中却无用武之地;《停水自闭方便水咀》(88216887.8)、《防止跑水水龙头》(90220734.2)及《无压自闭式水龙头》(88217410.X)虽防止了停水后再来水的跑水问题，但功能单一，且未解决卫生问题;《卫生简易水咀》(90225218.1)、《自闭节水龙头》(88210488.8)虽解决了洗手时的卫生问题，但使用具有局限性;《伯努力式自动断水水咀》(89202380.5)、《定时自闭节水水咀》(89209492.3)及《可延时自闭水阀》(90224812.X)虽集卫生及防再来水跑水功能于一身，但延时自闭却不符合多年来人们的用水习惯。总而言之，以上各发明均未涉及用水过程中的节水，而真正的水资源浪费，却在用水过程之中(如一次用水中有2kg水未被利用而流失，一个龙头一天之中用10次，则一年之中一个龙头仅在用水过程中便会浪费掉7.2T水，那么在全国范围内仅用水过程中一年浪费掉的水将会大得惊人！)。为此，出现了《液压式自控水龙头》(87208747)，其用人脚的压力来控制水龙头的启闭，虽有节水效果，但因大多数用水者怕麻烦，而使其节水功能没有得到充分发挥;《无时限机械自闭式水龙头》(90216701.5)，虽更接近于实用，但不能与现有洗面器相配，及用容器接水时，会失去自闭功能，且操作复杂;《红外反射式卫生节水器》(90200193.0)，虽用于洗手较为理想，因其成本高，难以进入普通家庭，由于其用电，会受断电影响并增加了不安全因素。
本发明的目的是要提供一种结构可靠，使用方便、卫生，成本低，节水效果好的机械自闭式水龙头;其可实现停水后再来水自闭、用水后自闭、容器水满后自闭及洗面器水满后自闭，并且水流大小可自选，还可人为关闭，不用电，符合大众用水习惯，安装方便。
本发明是利用重力作用、密闭容器内压强传递原理及杠杆原理实现的。其要点于连通管连接着两个气囊，一个气囊位于龙头体内，一个气囊位于正对着龙头体出水口并与洗面器落水相连接的感应器内，且每个气囊均与一个杠杆系统相联。感应器受水流的直接冲击力或受其内延时盒积水所产生重力的作用，通过其内杠杆系统将此力放大，使其内的气囊压缩产生压强，并将此压强大小不变地传至位于龙头体内的气囊，再通过杠杆系统撬动锁杆实现水流的自动关闭。
用水时，用水者由下向上轻拍一下龙头体，水流即出，用水过程中，仅有少量水直射到感应器内，产生较小冲击力，此力经传递后推动龙头体内的杠杆与支点接触，使得支点不能移动，用水完毕，手或容器从龙头体下方抽出，水流由于没有阻挡便经直射到感应器内，产生较大冲击力，此力经传递而推动龙头体内杠杆并撬动锁杆关闭水源。
接水情况下，一但容器(包括大、小容器及洗面器)水满又无人关闭时，由于感应器在接水过程中不受力，龙头体中的杠杆与杠杆之点便不接触。此时流经龙头体中的水流，会自动调整支点位置，使杠杆的放力功能增大，一但位于感应器中的集水盒被从容器中溢出之水所蓄满，这些蓄水所产生的重力会驱动系统动作，切断水源。
本发明与现有节水装置相比，最大优点是不用电，能大量节约用水过程中浪费之水;功能齐全，节水效果显著，成本低廉，使用卫生而又方便，能进入城乡普通百姓家。
本发明的具体结构如附图所示
图1是《节水卫生龙头》整体安装示意图;
图2是《节水卫生龙头》龙头体A向半剖示意图;
图3是《节水卫生龙头》龙头体C-C剖示意图;
图4是《节水卫生龙头》龙头体A-A剖示意图;
图5是《节水卫生龙头》龙头体B-B剖示意图;
图6是《节水卫生龙头》龙头体D-D剖示意图;
图7是《节水卫生龙头》龙头体B向示意图;
图8是《节水卫生龙头》龙头体C向示意图;
图9是《节水卫生龙头》龙头体E-E剖示意图;
图10是《节水卫生龙头》龙头体F-F剖示意图;
图11是《节水卫生龙头》感应器全剖示意图。
附面说明如下1-龙头体，2-上水管，3-连通管，4-连通管固定块，5-洗面器，6-面盒落水，7-感应器，8-下水管9-接头体，10-壳体，11-固定孔板，12-活动孔板，13-密封层，14-密封块，15-芯杆，16-叶轮，17-端头，18-套管，19-支撑，20-底托，21-按钮，22-限位螺母，23-弹簧，24-小杠杆，25-锥端紧锭螺钉，26-弹簧，27-锁杆，28-杠杆，29-连接块，30-弹簧，31-调节托，32-上气囊，33-保护壳，34-接头体，35-螺母，36-防护网，37-防护网骨架，38-延时盒，39-虹吸管，40-主杠杆41-滑块，42-辅助杠杆头，43-调节螺杆，44-辅助杠杆丝套，45-销轴，46-气囊托，47-下气囊，48-保护壳本发明全部构件均用防锈材料(如ABS塑料及不锈钢等)制作。
下面结合附图详细说明本发明的具体细节及工作情况。
从图1可以清楚看出各部件的相互位置关系，从图2-图11可以清楚地看到本发明的详细结构。图2、图3所示为龙头体的开启状，箭头所示为开龙头时施力方向，安装时，龙头体1通过接头9的螺纹与上水管2相接，带有螺纹的感应器7，一端与下水管8相接，另一端通过面盒落水6与洗面器5相连，感应器又通过连通管3与龙头体1相勾通，并且连通管3可用固定块4固定于上水管2之上。
龙头开启后，未用水时，水流从端头17流出，径直向下射到延时盒38上，对其产生冲击力，该力推动杠杆40围绕销轴45逆时针方向转动，并通过滑块41、辅助杠杆头42及调节螺杆43推动辅助杠杆丝套44也逆时针方向转动，从而通过气囊托46而使下气囊47在保护壳48内被压缩，产生气体压强，该压强在密闭容器(由下气囊47、接头体34、螺母35及连通管3和上气囊32所组成)中，传递于上气囊32内，并使其在保护壳33内伸长，推动调节托31，将弹簧30压缩;并经连接块29，将动力施于杠杆28动力臂上，使杠杆28移动而与叶轮16的端头相接触，随后杠杆28以此接触点为支点撬动锁杆27，使芯杆15失去支持，并在芯杆系统(由密封层13、密封块14、芯杆15、叶轮16、套管18、支撑19及底托20所组成)自身重力及水力作用下向下运动，直到密封块14将密封层13压于壳体10上，并使两者密合为止，完成水流关断。
在芯杆系统下落过程中，叶轮16将沿开于端头17中的“U”型槽中的45°斜面滑于初始位置;同时，滑动的叶轮16将推动芯杆17使芯杆系统及活动孔板12一起顺时针方向转动到初始位置(亦即开启后水流最大位置)，为下次龙头开启做好准备。
龙头关闭后，密闭容器中的压强随之消失，弹簧30将伸展，使上气囊32压缩，产生压强，并经密闭容器传递而使下气囊47伸长;同时弹簧30通过调节托31及连接块29将杠杆28与叶轮16从接触状态分离开来，为下次关闭龙头做好准备。
要调节流量时，可逆时针转动底托20，从而整个芯杆系统随其一起转动，并带动活动孔板12一起转动，使固定孔板11与活动孔板12之相对位置改变，即改变了水流流量。同时，芯杆15转动，亦会推动叶轮16一起转动，从而使杠杆28的支点位置改变，从而使施于杠杆28动力点上用以推动杠杆28撬动锁杆27以关闭龙头之力(此力与水流对延时盒之冲击力成线性关系，也即与水流的流量大小成线性关系)得到补偿放大-因为所需的流量越小，则杠杆28的动力臂越长，阻力臂越短，即对力的放大功能越强，因此不论水流量大与小，均对该龙头灵活关闭不会有任何影响。
洗手时，先用手逆时针方向转动底托20，依壳体10上的刻度选好流量;再将手伸于龙头体下方，依箭头所示向上轻轻托起底托20，则芯杆系统整体向上移动，当芯杆15上升到一定高度时，锁杆27在弹簧26的作用下而卡入芯杆15的锁槽中，水即从壳体10与密封层13所形成的通道中流出，并冲击叶轮16，使其逆时针方向转动，洗手中，水流被手阻断，不能直射到延时盒38上，而是经过手及洗面器5减缓后落于延时盒38上，产生较小冲击力(此力产生前，叶轮16只转动很小角度，决不会转出杠杆28上的第一个凹槽)，此力只能克服弹簧30的作用使杠杆28稍稍移动而与叶轮16接触，使叶轮16停止转动;而此力却不能克服弹簧26之作用使锁杆27动作，因而龙头始终开启，只有当手抽回后，水流直接冲击延时盒38，产生较大冲击力，才会通过杠杆系统在密闭容器中产生较大压强，从而使杠杆28有足够大的力克服弹簧26的阻力而撬动锁杆27，使龙头关闭。
使用小容器(如碟子、小杯具等)接水，又无人关闭时，由于容器小，水很快接满溢出，通过洗面器5缓缓流入延时盒38内，由于这部分水势能较小，其对延时盒38的冲击力，并不能使密闭容器因此所产生的压强克服弹簧30之作用，使杠杆28有所移动。因此杠杆28与叶轮16并不接触，叶轮会在水流作用下一直逆时针方向转动，直至转完杠杆28所有两个凹槽被杠杆28所阻，此时杠杆28的放力功能最强，随后一但延时盒38水满，则这些水所产生之重力，经杠杆系统在密闭容器中产生压强，从而产生对杠杆28之微小作用力，经杠杆28放大后，将会克服弹簧26之作用，使锁杆27移动关闭龙头。
此后在延时盒38中，虹吸管自动启动，使延时盒38内的水流失，为下次开启及关闭龙头做好准备。
使用较大容器(如饭锅、桶等)接水时，由于水有较长时间才能注满容器，这段时间无水流入感应器7内，因此密闭容器中无压力变化，杠杆28与叶轮16端头保持不接触，叶轮16会在水流作用下一直逆时针方向转动，直到转过杠杆28上的两个凹槽后被杠杆28所阻而停止转动，此时龙头一直保持开启，直到大容器水满溢出，溢出之水使延时盒38充满为止。
容器未接满而要关闭龙头时，只要用手按一下按钮21，其便压缩弹簧23，并压迫小杠杆24，小杠杆24会撬动锁杆27使龙头关闭，当手离开时，按钮21在弹簧23的作用下复位(其复位位置由限位螺母22来限定)。
用洗面器5接水时，只要用洗面器5所带的专用塞堵住面盒落水6，再开启龙头，在无人关闭情况下，龙头保持开启，洗面器5内水位会不断上升，直到达到洗面器5的溢水口，溢水会从洗面器5内溢水道进入延时盒38内，而将龙头关闭。
开启的龙头遇突然停水而又忘关时，龙头会一直保持开启，再次来水时，因水流直接射入延时盒38中，而会很快关闭龙头为防止进入面盒落水中之杂物进入延时盒38中堵塞虹吸管39，与水流成45°的防护网36(50～100目的铜网或其他尼龙网)可使水流自然进入延时盒38中，同时杂物顺利滑入下水管8中(防护网骨架37，用以防止防护网36被水流冲裂)，从而保证了感应器7的工作可靠性及灵敏性。
锁杆27的自锁力，亦即杠杆28之阻力的大小，可以通过锥端紧定螺钉25来调节。
同样大小之水流施于密闭容器中的压强的大小，可以通过调节调节螺杆43，来改变滑块41在主杠杆40中的位置(即改变主杠杆40之支点的位置)来实现。
对于新安装的节水卫生龙头，只要对上述两处做一次性调整，即可使其永处于最佳工作状态。
该节水卫生龙头与洗面器5相配合还可防止因杂物堵塞面盒落水6后的浪费水现象。
权利要求
1.一种节水卫生龙头，由龙头体(1)、连通管(3)、连通管固定块(4)及感应器(7)所组成；其特征在于，在龙头体(1)及感应器(7)内各有一个杠杆传力系统，并且两杠杆系统通过密闭气体系统相联系，感应器(7)入水口正对龙头体(1)出水口下方。
2.根据权利要求1所述的节水卫生龙头，其特征在于，密闭气体系统有两个气囊;上气囊(32)位于龙头体1内，下气囊(47)位于感应器(7)内。
3.根据权利要求1所述的节水卫生龙头，其特征在于，在龙头体(1)内的杠杆(28)与上气囊(32)之间有一弹簧(30)，其坐于壳体(10)上。
4.根据权利要求1所述的节水卫生龙头，其特征在于，位于龙头体(1)内的杠杆(28)中间刻有深度不同的两个凹槽，并以叶轮(16)为支点。
5.根据权利要求1所述的节水卫生龙头，其特征在于，龙头体(1)上有按钮(21)，其与上气囊(32)处于一条直线上。
6.根据权利要求1所述的节水卫生龙头，其特征在于，在龙头体(1)的端头(17)上开有带45°斜面的“U”型槽。
7.根据权利要求1所述的节水卫生龙头，其特征在于，龙头体(1)内有紧贴在一起的固定孔板(11)及活动孔板(12)。
8.根据权利要求1所述的节水卫生龙头，其特征在于，在感应器(7)内有始终保持平行的主杠杆与辅助杠杆，且辅助杠杆长度可调。
9.根据权利要求1所述的节水卫生龙头，其特征在于，位于感应器(7)内的主杠杆(40)端头固定有延时盒(38)，盒内有虹吸管(39)，盒顶有与水流成45°角的防护网(36)。
全文摘要
一种节水卫生龙头，属人类生活取水用品，是水龙头的一种改进，主要解决取、用水过程中的节水及卫生问题。由龙头体1、感应器7及连通管3、连通管固定块4所组成，用水时，用手将龙头体下端轻轻上推，水流(流量可调)即出，此后不论是洗手、洗物及用容器(不论大小，并包括洗面器)接水，龙头均可在水流未被利用及容器水满时自动关闭。
文档编号F16K31/00GK1106904SQ9410124
公开日1995年8月16日 申请日期1994年2月1日 优先权日1994年2月1日
发明者魏葆春, 刘润润 申请人:魏葆春, 刘润润