论文部分内容阅读
【摘要】一种构思新颖，功效独特的专利产品新型停水自动关闭水龙头日前通过专家鉴定，并投入批量生产。 新型停水自动关闭水龙头是采用军工技术，依据流体力学原理，在流体通道上设一自动翻转装置，利用水压实现对水龙头的自动控制。与传统的旋压式水龙头相比，具有停水时可自动关闭，可避免因水龙头未关而造成的各种水患，其内部结构严密合理，不易磨损，科学地解决了传统产品使用过程因螺杆、弹簧磨损而出现的跑、冒、滴、漏现象，并可节约水和能源。
【关键词】 流体力学原理；旋压；自动翻转；产品使用过程
水阀是在是在以上基础上并考虑到现在我国水资源相对短缺而人们在用水的时候不知道节约用水的背景下设计出来的，该阀结构简单、容易控制、加工制作方便、成本低、性能高，符合当今广大群众使用。其主要由阀体、阀芯、阀杆、阀盖等零件组成，而且所用材料来源丰富并且材料性能较好等。
1. 停水自动关闭阀门的创新
该停水自动关闭水阀在原有的相关的水阀的基础上，改进了了它的结构，使其结构更加简单，操作方便，便于安装，更适合与大众的使用要求。在该停水自动关闭水阀中，运用了回复杆，它可以更好的完成来水时必须手动打开水阀的这一工作过程。
2.设计方案的拟定
在最近一个月的时间里，我和本组的其他成员团结合作，通过在图书馆及上网查阅相关资料和反复的讨论，对设计创新的停水自动关闭阀门进行零件图、装配图及立体图的绘制，在老师的指导下对图形及方案进行了反复的修改，经过十几天的不懈努力，对创新的停水自动关闭阀门设计出了的方案。
方案（一）：此方案结构简单、便于操作、安装放置方便，如图1-1所示。该水阀由阀体（1）、阀芯（2）、阀芯、（3）阀盖、（4）螺帽（5）回复弹簧（6）回复杆（7）端盖等零件构成。当无水时，阀芯靠自身的重力下落到如图1-1所示的位置挡住进水口，使得水阀处于关闭状态，回复弹簧恢复到原始位置，回复杆挡在阀芯上方，阻止阀芯在来水时向上运动，达到来水时水阀不会自动打开的效果。当来水正常用水时，将回复杆向外拔出，通过水的压力及水的浮力使阀芯向上运动，进水口打开，使得水阀处于正常流通状态。
3.机构与动作方案的设计
（一）机构与动作方案的设计
1.有水但水阀不打开：当停水又来水时，由于暂时不用水，所以水阀处于关闭状态。回复杆挡住阀芯，阻碍阀芯向上运动，使得水阀仍然处于关闭状态。
2.有水并打开水阀：在用水时，手动将回复杆向外拔出，由于水向上的压力与浮力的作用，使得阀芯向上运动到如图位置，当水压在临界水压的范围之内时，阀芯将始终保持在如图位置，使得水道一直保持畅通，从而达到水阀一直开启的状态。
4.停水时：
当停水时，由于阀芯受到自身重力的作用会向下运动，运动到回复杆的位置时，回复杆受到阀芯分力的作用会向左运动，而阀芯继续向下运动，当阀芯运动到底部时，正好离开回复杆，而回复杆由于受到回复弹簧向右的恢复力又向右运动到原来的初始位置，回復杆的下方为水平的，从而挡住阀芯，使得阀芯即使在来水时也因回复杆的阻碍不能向上运动。从而达到停水时水阀自动关闭，而在来水时必须要手动打开。
5.在有水状态下手动关闭水阀
此时，手动下压阀杆，使水阀关闭，回复杆复位，如需打开，可手动拔出回复杆打开水阀即可：
5.1.阀体的零件分析
（一）阀体的作用
阀体是阀的一个主要零件，它是阀的主体部分。本阀为液压阀，在阀体内，阀芯做上下移动使阀处于打开或关闭状态。阀体上Φ20和Φ32的内孔上均有螺纹，Φ20孔上的螺纹用以连接四分管，Φ32的内孔上的螺纹用以固定端盖。Φ6的孔用以安装回复杆，在Φ32的内空中放置阀芯，由阀芯控制进水口的接通与关闭。
（二）阀体零件的工艺分析
选取阀体的材料为45钢，由于制作的条件的限制，本设计用焊接的方法来加工此零件。该法阀体零件的主要加工面有Φ32H7孔，2个Φ20H7孔，一个Φ6H7孔，Φ40上表面。
Φ40的上表面的平面度为0.05，影响阀体与阀盖的接触及密度。
Φ32的孔内表面影响阀芯在阀体中移动时的摩擦力和密封性。
Φ6的孔内表面影响到回复杆在使用时的摩擦力和密封性，Φ6孔的垂直度影响到回复杆在来水时阀芯向上运动的作用力。
两个Φ20的孔影响进水口与四分管螺纹连接的密封性。
经过参考文献《机械加工工艺手册》中有关面和孔的加工经济精度及机床性能达到的位置精度可知，上述技术要求是可达到的，零件的结构工艺性是可行的。
参考文献
[1] 马崇林.TL5108红外感应水龙头专用芯片应用[J]. 家庭电子. 2014（02）
[2] 秉时.一种红外全自动水龙头的制作[J]. 红外. 2013（02）
[3] 甘临洮.家用自动水龙头[J]. 家用电器. 2011（01）
【关键词】 流体力学原理；旋压；自动翻转；产品使用过程
水阀是在是在以上基础上并考虑到现在我国水资源相对短缺而人们在用水的时候不知道节约用水的背景下设计出来的，该阀结构简单、容易控制、加工制作方便、成本低、性能高，符合当今广大群众使用。其主要由阀体、阀芯、阀杆、阀盖等零件组成，而且所用材料来源丰富并且材料性能较好等。
1. 停水自动关闭阀门的创新
该停水自动关闭水阀在原有的相关的水阀的基础上，改进了了它的结构，使其结构更加简单，操作方便，便于安装，更适合与大众的使用要求。在该停水自动关闭水阀中，运用了回复杆，它可以更好的完成来水时必须手动打开水阀的这一工作过程。
2.设计方案的拟定
在最近一个月的时间里，我和本组的其他成员团结合作，通过在图书馆及上网查阅相关资料和反复的讨论，对设计创新的停水自动关闭阀门进行零件图、装配图及立体图的绘制，在老师的指导下对图形及方案进行了反复的修改，经过十几天的不懈努力，对创新的停水自动关闭阀门设计出了的方案。
方案（一）：此方案结构简单、便于操作、安装放置方便，如图1-1所示。该水阀由阀体（1）、阀芯（2）、阀芯、（3）阀盖、（4）螺帽（5）回复弹簧（6）回复杆（7）端盖等零件构成。当无水时，阀芯靠自身的重力下落到如图1-1所示的位置挡住进水口，使得水阀处于关闭状态，回复弹簧恢复到原始位置，回复杆挡在阀芯上方，阻止阀芯在来水时向上运动，达到来水时水阀不会自动打开的效果。当来水正常用水时，将回复杆向外拔出，通过水的压力及水的浮力使阀芯向上运动，进水口打开，使得水阀处于正常流通状态。
3.机构与动作方案的设计
（一）机构与动作方案的设计
1.有水但水阀不打开：当停水又来水时，由于暂时不用水，所以水阀处于关闭状态。回复杆挡住阀芯，阻碍阀芯向上运动，使得水阀仍然处于关闭状态。
2.有水并打开水阀：在用水时，手动将回复杆向外拔出，由于水向上的压力与浮力的作用，使得阀芯向上运动到如图位置，当水压在临界水压的范围之内时，阀芯将始终保持在如图位置，使得水道一直保持畅通，从而达到水阀一直开启的状态。
4.停水时：
当停水时，由于阀芯受到自身重力的作用会向下运动，运动到回复杆的位置时，回复杆受到阀芯分力的作用会向左运动，而阀芯继续向下运动，当阀芯运动到底部时，正好离开回复杆，而回复杆由于受到回复弹簧向右的恢复力又向右运动到原来的初始位置，回復杆的下方为水平的，从而挡住阀芯，使得阀芯即使在来水时也因回复杆的阻碍不能向上运动。从而达到停水时水阀自动关闭，而在来水时必须要手动打开。
5.在有水状态下手动关闭水阀
此时，手动下压阀杆，使水阀关闭，回复杆复位，如需打开，可手动拔出回复杆打开水阀即可：
5.1.阀体的零件分析
（一）阀体的作用
阀体是阀的一个主要零件，它是阀的主体部分。本阀为液压阀，在阀体内，阀芯做上下移动使阀处于打开或关闭状态。阀体上Φ20和Φ32的内孔上均有螺纹，Φ20孔上的螺纹用以连接四分管，Φ32的内孔上的螺纹用以固定端盖。Φ6的孔用以安装回复杆，在Φ32的内空中放置阀芯，由阀芯控制进水口的接通与关闭。
（二）阀体零件的工艺分析
选取阀体的材料为45钢，由于制作的条件的限制，本设计用焊接的方法来加工此零件。该法阀体零件的主要加工面有Φ32H7孔，2个Φ20H7孔，一个Φ6H7孔，Φ40上表面。
Φ40的上表面的平面度为0.05，影响阀体与阀盖的接触及密度。
Φ32的孔内表面影响阀芯在阀体中移动时的摩擦力和密封性。
Φ6的孔内表面影响到回复杆在使用时的摩擦力和密封性，Φ6孔的垂直度影响到回复杆在来水时阀芯向上运动的作用力。
两个Φ20的孔影响进水口与四分管螺纹连接的密封性。
经过参考文献《机械加工工艺手册》中有关面和孔的加工经济精度及机床性能达到的位置精度可知，上述技术要求是可达到的，零件的结构工艺性是可行的。
参考文献
[1] 马崇林.TL5108红外感应水龙头专用芯片应用[J]. 家庭电子. 2014（02）
[2] 秉时.一种红外全自动水龙头的制作[J]. 红外. 2013（02）
[3] 甘临洮.家用自动水龙头[J]. 家用电器. 2011（01）