自來水空氣總閥

發明背景與基本思路

公共場所或家庭中的自來水龍頭經常出現這樣的情況：當人們擰開水龍頭發現停水時，很容易忘記關閉水龍頭；當使用途中突然停水時，更容易忘記關閉水龍頭。恢復供水后，因水龍頭已被打開，就會持續不斷地放水，如果不及時發現，不僅造成水資源的浪費，而且可能出現物品、場地被淹的嚴重后果。因此，我就想設計一種能實現停水防漏的保護閥，防止水龍頭因停水被打開未關和使用途中突然停水未關閉，恢復供水時造成大量泄漏，實現節約用水、保護有限而寶貴的水資源的目的。

設計該項目的基本思路是：防漏保護閥在正常供水時不工作，不影響自來水管網的通暢，只有在水龍頭因停水被打開未關閉和使用過程中突然停水未關閉時才發揮作用，在恢復供水后水不會從開著的水龍頭漏出來。

研究過程和采用的方法

我在互聯網上調查有關資料時，也發現了一些類似的研究。其中較有代表性的是一種閥裝置。這個裝置僅靠磁鐵吸力封閉閥門，對加工精度要求苛刻，因此，封堵的可靠性差。另外它還存在封口不嚴密或密封件破損時容易漏水、操作不方便、保護裝置內部機構復雜(必然導致造價高)等缺點。

我想到，電腦在使用時如果遇到停電，在恢復供電后一般是不會自行啟動的。如果在水龍頭前面串接一個“控制室”，室內用一個浮球作自動開關閥，它不就有停水后打開水龍頭起自動關閉的功能嗎?雖原理與電腦的啟動與關閉不同，但形式是一樣的，剩下的問題就是解決浮球的可靠性了。起初，我覺得乒乓球就是個好開關，可實驗后發現效果很不好。因為乒乓球硬度較高，密封不好，恢復供水后閥門總在不斷慢慢漏水，而且，乒乓球的質量和密度都很小，恢復供水時，很容易引起它的位置改變，不能保證百分之百的工作可靠性。一次，我在街上看到幾個小學生在玩塑料“跳跳球”，這種摸著軟軟的小球扔在地上，會反彈起好幾米高，而且由于它有足夠的密度和質量，穩定性應該也不錯，正是充當浮球的好材料。關鍵技術和關鍵材料就這樣得到了解決。為了觀察自來水管網是否有水，我將浮球室制成了透明管，看起來更漂亮。為了實現正常用水，我又想到了在保護閥旁邊并接一個延時沖水閥來完成恢復供水(也就是重新啟動恢復供水)。制成的閥門外觀見圖1。

有水時打開水龍頭空氣總閥的狀態見圖2。在正常供水時，透明觀察管內的浮球因浮力作用始終漂浮在觀察管上部。

自來水停水時，如果水龍頭被打開后忘記關閉和用水途中停水忘記關閉，保護閥內的水就會被放盡而導致浮球下降，堵住保護閥的出水口，使防漏保護閥關閉。恢復供水時，進入保護閥里的水增壓后，浮球在錐形出水口處的上部承受的壓力遠遠大于下部承受的壓力，所以浮球能緊密地貼在浮子室的出水口，恢復供水后，水也不會流出，從而避免了物品和場地被淹事故發生。見圖3。

關閉水龍頭，啟動延時沖水閥，此時由于浮球上下壓強相等，浮球將在浮力作用下上浮，于是水管即可恢復供水。見圖4。

完成后的裝置經接入自來水管的實踐檢驗，證明效果極好，反復試驗，百分之百的可靠。

總結

本發明利用自來水作用在浮球上的壓力來實施封堵，且利用水壓和浮球在水中的浮力來實現防漏保護閥的復位開啟，結構簡單，安裝方便(自來水新、老用戶均可使用)，封堵可靠，整個裝置的防漏性能良好，復位操作方便。用合格材料制取這種保護閥，每個成本可控制在50元人民幣范圍內，易于消費者接受。在提倡節約、強調安全的今天，它有很好的生產前景和很高的使用價值。