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高雨晴 全国青少年科技创新大赛三等奖
来源: 燕山中学 发布时间: 2015-09-23 浏览次数:
自动关闭式双挡位节水龙头
(组合式发明法)
     发明人:天津市燕山中学  高雨晴
获得天津市青少年科技创新大赛一等奖
获得全国青少年科技创新大赛三等奖
获得市长提名奖
辅导教师  卢大明

在家庭或是在公共场所,出于卫生和方便考虑,人们洗手或是洗脸时总是习惯打开水龙头直接冲洗。可是问题也就随之出现了:水的流量不便掌控,很可能一下子就把水量开得很大。在多数情况下,缺乏节水意识的人很少会将阀门回旋,随量任意冲洗,造成水资源的无谓浪费。通过在学校的观察我还发现,下课时同学们拥至水房,排队等待饮水或是洗漱,水龙头在课间甚至更长的时间里就从没有关闭过,这是因为有些同学用完水后急于入厕或是忙于回教室,误以为身后还有等待用水的同学,致使水龙头长期无人关闭,造成了水资源大量的浪费。通过调查发现,不论是在学校还是在其它公共场所,这种现象经常发生且屡禁不止。

通过调查得知,现在市场上有一种感应式水龙头,这种水龙头的特点是只要用手接近水嘴就会有水流出,非常方便。但也存在很多弊端:1、必须用电池,一旦电池电量不足或感应窗有污物就会大大降低其灵敏度;2、易损、使用寿命短。通过权威部门了解得知,一般感应式水龙头故障率为4%,使用寿命3年左右;3、成本高,购买一只感应式水龙头的价格是普通水龙头价格的十几倍,绝大多数的学校和家庭难以承受;4、安装、维修麻烦,需要专业人员进行安装与维修,而且维修费用高;5、不适合户外使用,寒冷、高温、潮湿都会造成感应式水龙头的损坏。6、使用范围小,只适用于宾馆、饭店等洗手间使用。

还有其他的解决方法吗?如果在水龙头上安装定时器,并且把水的流量控制在一定的范围内是否可以解决上述问题呢?为此,我拆解了大量不同型号的水龙头和定时器,通过深入研究和反复设计,在教师的指导下,终于发明了一种新型节水龙头:“双挡位定时自动关闭节水龙头”。           

这种水龙头是在普通的“快开式陶瓷阀芯水龙头”的基础上设计完成。其原理是水龙头设计成为两挡出水:一挡小流量,一挡大流量,使其达到节水作用。即:将水龙头的旋钮“限制行程”,只能平行旋拧一定的距离(旋钮的行程限制通过一枚隐藏式的螺钉控制,可根据不同场合用水量的需要调节并固定),把流出的水控制在一定量的范围内,适合人们洗手、洗脸等基本洗漱需求。在特殊情况下如洗衣、做饭需要增大用水量,只要将水龙头旋柄抬高并继续旋拧,就可以使出水量任意增大。

双挡位定时自动关闭节水龙头”的另一个创新点是在上述基础上,在“陶瓷阀芯”和“旋钮”之间巧妙的设计了一个“钟摆式”机械定时装置(无需用电),从打开水龙头的那一刻起,无论出水量大小,都会在30秒内自动关闭(时间长短可调)。这种水龙头还设计了暗藏式“拨扭”,如将“拨扭”从左端拨至右端就解除了定时装置,可以无限时的用水,非常方便。

我的这项发明已经在我校水房安装并使用,三个水房一共安装 120个这样的水龙头,将原来的水龙头全部替换掉。经过一年多的实际应用,节水效果非常显著。原来的120个水龙头平均每年消耗水资源2400吨,而自从换上这种节水龙头后,每年消耗水资源仅为750吨,节约了70%的水资源。如果将这种水龙头推广到城市、农村等千家万户使用将会为我国节约难以估量的水资源。

这种水龙头不仅可以应用于家庭和公共场所,也可以用在限时定量供水系统中,如在农田灌溉、果树浇灌、苗圃喷淋等需要限时定量供水方面可以发挥重要的作用。

几年前,我家承包了100亩果树园,每年的用水量都在40000吨以上,由于果园面积大,果树品种多,用水量不同(有些品种的果树过多的浇水会出现“涝果”现象,严重影响水果的产量和质量),又要多个喷管同时开启才能在规定的时间内浇完(开花期和坐果期很短),所以经常发生忘记关闭阀门的事情,造成了水资源的大量浪费,严重影响了经济了收入。自从安装了这种节水龙头后,上述现象再也没有发生过,每年可以节约8000吨水,提高经济收入10%,受到了我爸爸的表扬和奖励。

经过生产厂家估算,一只“双挡位定时自动关闭节水龙头”的生产成本不足10元,使用寿命在50万次以上(相当于使用5年以上),故障率低、容易安装、适用范围广。是一般家庭和学校都能用得起的产品。针对当前我国西南部干旱少雨、水源严重不足的现象,如将此产品推广到该地区可大大节约水资源,提高人们的节水意识。

目前,这项发明已经申报了中国专利。 

 
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