可调延时自闭水嘴的设计研究
A Study on the Design of Adjustable Time-lapse Self-closing Faucet
在工业或日常生活中,节约用水都离不开用水器具,水嘴是最常见、使用最多的一种用水器具.为避免用水浪费,广大公众场合已使用感应式或机械式延时自闭水嘴.感应式延时自闭水嘴市场占有率大,相对机械式而言造价和维护成本较高;现有机械式延时自闭水嘴由于延时时间不确定、流量大小受外部因素影响较大等缺点而限制了其应用范围和推广.本文提出了一种新型机械式可调延时自闭水嘴,从稳定出水流量、延时性能恒定、操作轻便等角度出发,通过理论分析、模拟仿真和实验研究,对该新型延时自闭水嘴进行了性能分析和优化设计.论文主要内容如下:(1)提出新型可调延时自闭水嘴.该水嘴由手轮、阀芯、延时组件、复位机构等部分组成,使用时,旋转手轮带动阀芯开启水嘴,松开手轮后,延时组件控制复位机构在预定时间内关闭水嘴.根据流量、延时等设计指标要求对主要组成部件进行了结构、尺寸等详细设计.(2)阀芯流场分析与优化设计.为获得水嘴较好的流场特性,通过建立水嘴流道三维模型,对水嘴内部流场进行模拟仿真,分析不同阀芯结构下的压力云图、速度矢量图和速度流线图等,对阀芯结构、参数进行了优化设计.(3)操作性能分析研究.延时组件的卷簧结构参数不仅与水嘴开启过程中手轮操作力大小有关,而且与关闭过程中的延时稳定性有关.通过对水嘴启闭过程进行分析研究,建立了水嘴操作性能优化的数学模型,运用遗传算法得到了卷簧结构参数的最优组合.(4)性能测试.研制了实验样机,测试了流量与噪声,对理论设计和模拟仿真所得结果进行了实验验证.由于时间紧迫,暂时未能完成水嘴操作性能的实验测试,将来将继续进行相关验证和研究.
- 作者：
- 张松
- 学位授予单位：
- 宁波大学
- 专业名称：
- 工程硕士(专业学位)
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2017年
- 导师姓名：
- 柳丽
- 中图分类号：
- TS914.33
- 关键词：
- 自闭水嘴；阀芯；卷簧；延时组件；操作性能；优化设计
- Self-closing faucet; Valve core; Coil spring; Time-lapse component; Operation performance; Optimization design;