壓力控制邂逅式?jīng)_廁水閥

壓力控制邂逅式?jīng)_廁水閥設(shè)計者：指導(dǎo)教師：XXX（蘭州理工大學(xué)，xxx，甘肅省蘭州市，郵編：730050）聯(lián)系人：聯(lián)系方式：摘要城市公廁在眾多的城市基礎(chǔ)設(shè)施中，起著不可替代的重要作用，但公民便后沖廁意識差導(dǎo)致的環(huán)境問題影響著人們的生活，所以我們設(shè)計了一款壓力控制邂逅式?jīng)_廁水閥。該水閥由傳動裝置、永久性磁鐵、移動支架，閥體和錐閥閥芯組成，其基本工作原理：在人體重力的作用下，通過傳動裝置使兩塊磁鐵吸在一起，當(dāng)重力消失時，傳動裝置在彈簧的帶動下使兩塊磁鐵移動，移動支架和錐閥閥芯離開出水口，進行沖廁；當(dāng)移動支架和錐閥閥芯移動到擋板處被擋住，而傳動裝置繼續(xù)移動，使兩塊磁鐵分開；此時在彈簧拉力的作用下，移動支架和錐閥閥芯返回到初始位置，完成沖廁。該水閥結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉；無需專人操作，便能自動完成沖廁；保護了公共場所的環(huán)境，因此該作品具有較高的市場推廣價值。關(guān)鍵字傳動裝置永久性磁鐵錐閥閥芯移動支架作品內(nèi)容簡介壓力控制邂逅式?jīng)_廁水閥主要由傳動裝置、永久性磁鐵、移動支架，閥體和錐閥閥芯組成，解決大型公共場所便后不沖廁所帶來的環(huán)境污染問題。該水閥無需專人操作便能自動完成沖廁主要分為以下兩部分：第一部分：傳動裝置傳動裝置的上端面接有腳踏板，右端面裝有傳動桿，腳踏板和傳動桿成90度設(shè)計。腳踏板和傳動裝置中間的連接桿上裝有壓簧；傳動桿和閥體之間用拉簧連接，并且頂端裝有永久性磁鐵。第二部分：水平移動的錐閥閥芯錐閥閥芯連接在水平移動架上，并且水平移動架的兩端裝有永久性磁鐵；閥體里面設(shè)有擋板，控制閥芯移動的最大距離，同時控制出水量。壓力控制的邂逅式?jīng)_廁水閥解決了在大型公共場所便后不沖廁所帶來的環(huán)境污染問題，并且結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉，所有市場推廣價值極大。1研制背景及意義城市公廁是一面鏡子，它反映出國民的衛(wèi)生習(xí)慣、公德水準、審美意識、受教育程度和國家發(fā)展經(jīng)濟和科學(xué)文化水平。近年來，衛(wèi)生部就強制性國家標準《公共廁所衛(wèi)生標準（征求意見稿）》公開征求社會意見，公廁問題得到了公眾前所未有的關(guān)注。隨著經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展，中國人對居住環(huán)境和城市衛(wèi)生條件的要求在不斷提高，就公共廁所本身來說，分布數(shù)量和衛(wèi)生程度的保證是其必要條件，保證科學(xué)規(guī)劃、建設(shè)步伐和后期維護資金即可做到。而現(xiàn)今唯一困擾各國的公廁問題便是除臭問題。我國公共場合沖廁式水閥大多需要人為施加外力沖廁，而國民廁后沖漱意識薄弱直接導(dǎo)致了公廁臭味問題嚴重。壓力控制的邂逅式?jīng)_廁水閥主要應(yīng)用于醫(yī)院、學(xué)校等大型的公共場所。當(dāng)人們大便后無需人為沖廁，走后便會自動沖廁。該水閥解決便后不沖廁帶來嚴重的環(huán)境問題，使我們的大型公共場所變得更加環(huán)保，更加人性化。2設(shè)計方案基于液壓傳動的壓力控制邂逅式?jīng)_廁水閥主要應(yīng)用于大眾公共廁所，解決便后不沖廁所帶來的環(huán)境問題及空氣污染問題?，F(xiàn)將該裝置的設(shè)計方案介紹如下：2.1液壓傳動裝置和楔形塊傳動裝置2.1.1液壓傳動裝置（圖1）該裝置主要由腳踏板、壓桿活塞、缸體、液體、傳遞桿及永久性磁鐵組成。人給腳踏板以壓力，使腳踏板帶動壓桿活塞向下移動；此時缸體是密封的，所以力通過液體傳遞給傳遞活塞，傳遞活塞帶動永久性磁鐵移動，完成力的傳遞。圖12.1.2楔形塊傳動裝置（圖2）該裝置主要由腳踏板、楔形塊、彈簧、滑輪、傳遞桿及永久性磁鐵組成。人給腳踏板以壓力，使腳踏板帶動楔形塊向下移動，推動滑輪和傳遞桿移動，從而帶動永久性磁鐵移動，完成力的傳遞。圖22.2移動的錐閥閥芯移動的錐閥閥芯（圖3）由兩個彈簧、兩塊磁鐵、移動架、錐閥閥芯和閥體組成。圖1中的磁體和該圖中的磁鐵吸在一塊時，在圖1中磁鐵的帶動下，該圖中磁鐵和移動架也作水平移動，同時錐閥閥芯離開閥體，當(dāng)移動架被擋板擋住時，圖1中磁體繼續(xù)移動使圖1和改圖中的磁鐵分離，同時在彈簧拉力的作用下錐閥閥芯回到原始位置，完成水閥的一次打開和關(guān)閉。圖33工作原理壓力控制的邂逅式?jīng)_廁水閥是為解決共公場所人們便后不沖廁而引起的環(huán)境問題而設(shè)計的。該水閥的開關(guān)設(shè)計在人們腳踩的地方，無需人們刻意去操作，只要人們大便就會觸動該水閥的開關(guān)，等人們腳離開該位置后，便會自動沖廁。3.1液壓傳動式?jīng)_廁水閥（圖4）人給腳踏板1的壓力使活塞3和連接桿2向下移動，通過液體4的壓縮傳遞，此時缸體15密封良好，所以活塞14和活動桿6移動，并驅(qū)使活動桿6帶動磁鐵移動10，吸附于另一塊磁鐵7；當(dāng)人的壓力失去時，在彈簧13拉力作用，使活動桿6帶動磁鐵（7、10）、移動架8和錐閥閥芯17移動，此時錐閥閥芯17離開出水口19，此時達到出水的目的。當(dāng)移動架移動8到擋板16位置時，在彈簧13的拉力作用下活動桿6和磁體10繼續(xù)移動，使兩塊磁鐵（7、10）分離開；活動桿6和磁體7繼續(xù)移動回到初始位置；而磁鐵7、移動架8和錐閥閥芯17受到彈簧9的拉力作用下，返回到初始位置。此時錐閥閥芯17又返回到出水口19的位置，關(guān)閉出水口19，停止出水，此時完成一次沖廁。該液壓傳動裝置的兩端裝有移動活塞且成90度，滿足力的傳遞方向，達到作用于水平方向磁鐵的目的，且該裝置里面裝有液體水，缸體的密封性好，保證液體不外漏。從而實現(xiàn)了良好的傳遞活動。圖43.2楔形塊傳動式?jīng)_廁水閥（圖5）該裝置和（圖4）中相比只有傳動部分做了變化，其他部分一樣。其傳動部分的工作原理為：人給腳踏板1施加壓力使楔形塊20在軌道26內(nèi)向下運動，從而推動滑輪25和傳動桿6在支架21和23內(nèi)移動，使磁鐵吸附在一起，同時彈簧27被壓縮和彈簧22被拉伸。當(dāng)壓力消失時，在彈簧27的彈力作用下，楔形塊20返回；在彈簧22的拉力作用下，活動桿6返回。圖54理論設(shè)計計算為了保證該水閥功能實現(xiàn)并良好的工作，我們主要對下面幾個力進行計算并做文字說明。當(dāng)壓力作用腳踏板時，支架上彈簧的伸長量原始位置時，移動架后面彈簧的伸長量腳踏板下彈簧的彈性系數(shù)移動架后面彈簧的彈性系數(shù)兩塊磁鐵的吸引力水位的高度擋板到移動架最前端原始位置的距離大氣壓強重力加速度水的密度錐閥閥芯完成一次移動所用時間水的流速出水管口的面積總的流量為了保證原始位置水不外流：為了保證移動架可以靈活移動：為了保證移動架和錐閥閥芯順利返回原始位置：列出剛出水時，出口的狀態(tài)關(guān)系式（出口位置和最高水位的伯努利方程）：注釋：以出水口位置為原始位置，兩端都和大氣接通，所以壓強為大氣壓強P;并假設(shè)最高位置水的速的為0.得:由于閥芯運動時間短，所以我們假設(shè)水閥打開時為勻速運動；而關(guān)閉時最終速度為0，所以我們假設(shè)關(guān)閉時為勻減速。錐閥閥芯和水一起移動，所以我們可以假設(shè)閥芯打開時的移動速度和水的流速一樣，并且移動架和錐閥閥芯的質(zhì)量非常小所以假設(shè)為質(zhì)量1，所以等沖廁時間和錐閥閥芯完成一次移動所用時間相同則有：完成一次沖廁所用水的流量：5創(chuàng)新點及應(yīng)用巧妙的運用了磁體，使水閥簡單；解決了便后不沖廁的社會熱點問題；做工簡單，造價低廉；4）無需專人操作，并無利用電等高技術(shù)、高耗能裝置；解決了廁后沖漱裝置控制難的問題，可替代城市現(xiàn)行使用的定時循環(huán)沖水裝置，從而減少了水資源的浪費。目前國內(nèi)外公共衛(wèi)生間采用各種高低端產(chǎn)品作為沖水裝置，高端產(chǎn)品主要以紅外線照射控制沖水開關(guān)，這種方法快捷方便，能夠及時處理便后廢物，但需要消耗電來啟動裝置，安裝成本也過高，且由于紅外線過于敏感，當(dāng)人體靠近即刻做出沖漱反應(yīng)，一定程度上浪費了水資源，不利于節(jié)能。低端產(chǎn)品中主要是定時自定沖水裝置，雖然便于安裝，也能一定程度上改善廁所環(huán)境，但極大地浪費了水資源，且由于未能做到及時即刻的沖廁反應(yīng)，使得便后廢物處理效果不佳。而我們這款沖水裝置，基于液壓控制原理能夠做到及時沖水反應(yīng)，且由于液壓裝置的均勻穩(wěn)定性，不會出現(xiàn)紅外線等高端產(chǎn)品反應(yīng)過度的浪費情況，且同樣安裝