机械创新设计书.doc

机 械 创 新 设 计 名称：节水限流器 设计者：冯超凡 曹森晖 陈剑 陈梦成 周泽波 指导老师：徐厚昌 2010年12月 目录 设计背景...........................1 基本原理............................3 结构设计的有关计算........5 作品创新点...........................7 成本预算.............................9 市场需求..............................11 节水限流器内部零件图 设计背景 在很多日常的自来水使用中，经常出现由于各种原因忘记关闭水龙头，或者由于水管泄露、爆裂，造成水的大量浪费和室内“水灾”。如果发生在家中，会至使地板、电器、家具等浸水潮湿，埙坏，甚至引起邻居纠纷，如果发生在旅馆等公众场合，则会造成大量的经济损失和形象损失。这样的事例多有发生，不胜枚举。 比如，2008年10月，石市铁61宿舍5号楼三单元502房间忘记关闭的水龙头跑水。因无人在家且长时间打不开房门；水很快流到楼下，多位邻居被殃及。经由楼板渗下的水流进大衣柜和滴到床上。衣柜里的衣服、床上的被褥被大片浸湿。造成相当大的经济损失。 2005年6月, \o 百安居 百安居(当时是欧倍德)的星河翠庭的一户业主家里严重漏水”?，一个塑料闷头断裂了,水足足喷涌了一个小时,是邻居上下楼梯才发现的,浸了地上大部分辅料,以及落地柜门套(门没安装)估计下来需损失6000元。 新闻晨报:2007年11月06日, 陈女士将阳台水龙头打开后忘记关闭，导致大量自来水渗漏到楼下李小姐家。由于赔偿问题无法达成一致，双方闹上法院。因此，依据静安法院《物权法》有关条款，判决陈女士赔偿李小姐各项损失人民币4450元。 生活日报：2010年11月11日，一家住户给房子装修后，忘记了关闭当时无水的水龙头。结果，一来水，清水哗哗地流，一直渗漏到下一层的住户家，搞得楼下居民一夜没睡好觉。 东方早报：2010年5月8日，(上海世博)金茂大厦34楼洗手间内的一根水管断裂，造成该楼层100多平方米办公区域浸水，使该楼层的办公受到一定 水是生命之源。我国是一个水资源紧缺的国家，随着经济社会的发展，水的问题日益突出，成为制约经济社会发展资源的瓶颈。有关方面调查显示，以一中等城市为例，据不完全统计，由于水龙头忘记关闭，将使每年每户废掉4立方米，如果以200万户家庭计算，一年造成800万立方米的水资源浪费。 据此，我们设计这个节水限流器，在持续流水一定时间后，即使在无人守候的情况下，也能自动关闭，并可避免由于水外溢引起水资源浪费和经济损失。此装备不影响日常用水，同时具有节约用水，防止水流大量外溢的作用。近年来市面上也有各种限流技术推向市场，其按结构比较复杂，需要电源等额外动力，成本过高，不宜推广使用。而我们的装置结构简单，用塑料制造，成本低廉，无需电源等额外动力，安全可靠，安装简单，适用范围广泛。 二、基本原理 此装置的内部结构从外向里可分为 壳体、 套筒、齿轮、弹簧结构、塑料球五大件。壳体是生铁铸成的，水从进水口出来之后通过壳体的下部环形空间，这里叫做“下环室”。在这个环形空间的上面有“上环室”和出水口相通。图示：外壳与上下环室 套筒的底部有个带有小孔的 过滤网，滤出水中的杂物。套筒侧面有上下两排圆孔，孔的位置恰好与壳体的上下环室对着，显然，下排是进水孔，上排是出水孔。特别值得注意的是，这两排孔都是沿圆的切线方向斜着打的。注意上下两排孔的方向相反。水从下排孔沿切线方向流进去，势必形成旋转的水流，这对于节水限流器的工作是十分重要的。内芯分为上、中、下三层，从玻璃窗看到的是上层，只有小齿轮和弹簧装置。其实最关键的是下层，这里面有个塑料轮，轮边上有许多塑料叶片，叫做“ 叶轮”。 图示；叶轮与齿轮啮合 叶轮所处的位置正好在套管下层孔所形成的旋转流里，当水流从叶轮盒进水孔流人后，一方面驱动叶轮旋转，另一方面水流本身呈螺旋形上升，并从叶轮盒出水孔排出。在水流冲击轮周的叶片时，会产生转矩，使叶轮旋转起来。龙头开得越大，此处水流越急，叶轮就转得越快。 叶轮的轴垂直向上到达中层，轴上面有个小齿轮，用它和第二个齿轮啮合，达到累计转数的目的。第一个齿轮转一圈，第二个齿轮就转五分之一圈。第一个齿轮是主动轮，靠它来带动第二个齿轮。实际上每一级转速变化用两对齿轮完成，以使转动方向一致，其中传动比是均为1:5，串联在一起，总的传动比就是这两个的乘积，即1:25。同理，通过安装8个齿轮，就可以达到所需的很小转速。 我们在最后一个齿轮上放置一触点。 图示：触点与便卡的位置