專利名稱：平衡上下樓層用水自控開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種裝在一棟樓里每一層樓(除最頂層外)的自來水水管水平分水管與此棟樓豎直總水管連接處的水量控制開關(guān)，尤其是指能根據(jù)本棟樓水位的高低，自動控制水量大小及其通斷以期當(dāng)總供水量不足時將水位保持在一定高度，使各層樓都有水的效果的自控開關(guān)。
背景技術(shù)：
目前，多數(shù)樓房有四五層以上，每棟樓自來水水管的設(shè)置都是一根豎直的總供水管與各樓層水平分水管直接相連，不能自動調(diào)節(jié)各層樓的用水量；由于高度差的存在，當(dāng)總供水量不足時水位下降出現(xiàn)樓上無水而樓下仍大量用水甚至浪費(fèi)水資源的現(xiàn)象，即水資源不合理分配。

發(fā)明內(nèi)容
為了合理配置水資源，本實用新型提供一種能夠根據(jù)一棟樓水位的變化自動調(diào)節(jié)各樓層用水量及其通斷的自控開關(guān)。在一棟樓總輸水管與除最頂層外每一層樓分水管連接處加裝此裝置，可以使得當(dāng)總供水量不足水位下降時，同時減少各樓層的用水量，以將水位維持在各樓層都有水的高度上。
本實用新型解決問題所采用的技術(shù)方案是在各樓層分水管與總輸水管連接處加裝此自控開關(guān)。其結(jié)構(gòu)為輸水管垂直連通一水量控制開關(guān)，原用于轉(zhuǎn)動開關(guān)的絞動桿由齒輪代替；與輸水管平行裝有一氣缸，其中心線與齒輪齒頂圓相切，氣缸中央帶有活塞的平動軸穿過一彈簧與齒輪相嚙合；氣缸與輸水管之間由一軟管連通。當(dāng)輸水管接通水源后，自來水通過軟管流入氣缸內(nèi)，由于水壓的作用推動活塞向右運(yùn)動，壓縮彈簧，同時與活塞固定為一體的平動軸推動開關(guān)的齒輪轉(zhuǎn)動，開關(guān)內(nèi)端的節(jié)流圓筒作同步轉(zhuǎn)動，其側(cè)面上與輸水管內(nèi)圓正對的孔的總面積隨圓筒轉(zhuǎn)過的角度作線性變化，從而達(dá)到調(diào)節(jié)水流量的目的。
本技術(shù)方案所依據(jù)的物理原理是(為方便分析，忽略摩擦力因素)在活塞及其軸系統(tǒng)中，活塞所受水的壓強(qiáng)P與水位高度H成線性關(guān)系，即P∝H，由F＝PS得活塞所受水的壓力F與水位H也成線性關(guān)系，即F∝H。當(dāng)水位H一定時，活塞受力平衡，即彈簧回復(fù)力F′等于水的壓力F，可得F′∝H；而彈簧回復(fù)力F′與其壓縮量X成線性關(guān)系，推得X∝H。也就是說，在一定的范圍內(nèi)，每一水位值H對應(yīng)一彈簧壓縮量X。而彈簧壓縮量X等于活塞及其軸的位移值L，所以同理L∝H。對于開關(guān)系統(tǒng)，平動軸移動帶動齒輪轉(zhuǎn)動，則開關(guān)轉(zhuǎn)動的角度大小Q與平動軸位移L成線性關(guān)系，而該設(shè)計本身使得節(jié)流圓筒側(cè)面上與輸水管內(nèi)圓正對的孔的總面積S隨圓筒轉(zhuǎn)過的角度的大小Q作線性變化，這里，假設(shè)在水位H變化不大時，通過輸水管的水流速度不變，則單位時間水流量V與面積S成線性關(guān)系，可推得V∝H，也就是說水流量的大小V隨著水位H的變化成線性變化。
根據(jù)V∝H這一關(guān)系式我們假設(shè)一棟樓某一層樓與頂樓的高度差為ΔH，此樓水位為0。則，恰當(dāng)設(shè)計此裝置各參數(shù)值(如氣缸、平動軸的長，活塞橫截面積，彈簧彈性系數(shù)及齒輪與開關(guān)內(nèi)端節(jié)流圓筒的半徑)，使得通過此裝置水流量的大小
K為常量，由設(shè)計此裝置的各系數(shù)值決定；Hmax為本裝置可調(diào)節(jié)水位的最大值。這樣，當(dāng)總供水量不足時，隨著水位H的下降，各樓層水流量V同時減少，以保持水位在ΔH以上，防止因樓下繼續(xù)大量用水而水位下降使得樓上無水的現(xiàn)象出現(xiàn)。
本實用新型的有益效果是在一棟樓里當(dāng)總供水不足或用水高峰期時，將自來水水位控制在各層樓都有水的高度上，合理分配水資源。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實用新型的構(gòu)造主視圖(正視圖)。
圖2是本實用新型的構(gòu)造俯視圖。
圖3是平動軸的構(gòu)造圖。
圖4是開關(guān)轉(zhuǎn)動軸的構(gòu)造圖。
圖5是另一實施例構(gòu)造主視圖(與圖1相同部分未畫出)。
圖中1、氣缸端蓋 2、氣缸 3、支承 4、活塞 5、彈簧的擋環(huán)6、彈簧 7、平動軸 8、固定彈簧位置的圓筒 9、開關(guān)后蓋10、齒輪 11、開關(guān)轉(zhuǎn)動軸 12、轉(zhuǎn)動軸內(nèi)端的節(jié)流圓筒13、節(jié)流圓筒上的孔 14、輸水管 15、水嘴(用軟管連通) 16、水量控制開關(guān)圖1中節(jié)流圓筒上的孔只畫出最大的圓孔，其具體結(jié)構(gòu)見圖4及其F向展開圖。
具體實施方式
在圖1中，輸水管(14)與水量控制開關(guān)(16)的連接與一般技術(shù)相同，不同的是開關(guān)轉(zhuǎn)動軸(11)外端裝上齒輪(10)，內(nèi)端連接的節(jié)流圓筒(12)外壁應(yīng)與開關(guān)(16)內(nèi)壁緊貼，圓筒(12)側(cè)面上參照圖4及其F向展開圖開孔(13)；彈簧(6)裝入圓筒(8)，氣缸(2)平行于輸水管(14)焊接并使其中心線與齒輪(10)相切，平動軸(7)裝上活塞(4)后，從氣缸端蓋(1)端裝入氣缸(2)，并當(dāng)軸(7)伸出氣缸(2)右端時套上彈簧擋環(huán)(5)再穿過彈簧(6)及其固定其位置的圓筒(8)與齒輪(10)相嚙合。將氣缸(2)的端蓋(1)裝上并密封后，用軟管將(15)處兩水嘴連通，合上開關(guān)部分的后蓋(9)。另外，還可將此裝置豎直安裝，開關(guān)(16)在氣缸(2)的上方，彈簧擋環(huán)(5)用質(zhì)量較大的擋環(huán)，使整個平動軸的重力等于或略小于開關(guān)恰好關(guān)閉時活塞所承受水的壓力。
圖2為實施例1的結(jié)構(gòu)俯視圖。
圖3是實施例1的平動軸的構(gòu)造圖。
圖4是實施例1的開關(guān)轉(zhuǎn)動軸的構(gòu)造圖在圖5所示實施例中，平動軸(7)在左端裝上活塞(4)后從右端套入彈簧(6)再插入氣缸(2)，軸(7)伸出氣缸(2)后，直接與齒輪(10)相嚙合。
此實施例適合從頂樓往下一兩層安裝，其工藝較簡單。
整個系統(tǒng)中各個發(fā)生相對運(yùn)動的接觸面應(yīng)盡可能光滑，以減少摩擦力。
權(quán)利要求1.一種平衡上下樓層用水自控開關(guān)，輸水管垂直連通一水量控制開關(guān)，其特征是原用于轉(zhuǎn)動開關(guān)的絞動桿由一齒輪代替；與輸水管平行裝有一氣缸，其中央帶有活塞的平動軸穿過一彈簧與轉(zhuǎn)動開關(guān)的齒輪相嚙合；氣缸與輸水管由一軟管連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡上下樓層用水自控開關(guān)，其特征是水量控制開關(guān)中心的轉(zhuǎn)動軸內(nèi)端連接一一端開口且側(cè)面上打有一系列由大到小的長方形孔且其中最大的為面積等于輸水管內(nèi)圓橫截面積的圓孔的圓筒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡上下樓層用水自控開關(guān)，其特征是在水量控制開關(guān)的外殼上焊接一固定彈簧位置的圓筒，在平動軸上固定套有一彈簧擋環(huán)，二者的中心線與平動軸及彈簧中心線重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡上下樓層用水自控開關(guān)，其特征是平動軸在左端裝上活塞后從右端套入彈簧再插入氣缸，平動軸伸出氣缸后，直接與齒輪相嚙合。
專利摘要一種能根據(jù)自來水水位高低自動控制水流量的大小及其通斷，使得在一棟樓里當(dāng)總供水量不足時能夠保持一定水位高度從而使各樓層都能有水的平衡上下?lián)佑盟钥亻_關(guān)。其結(jié)構(gòu)為輸水管垂直連通一水量控制開關(guān)，原用于轉(zhuǎn)動開關(guān)的絞動桿由齒輪代替；與輸水管平行裝有一氣缸，其中心線與齒輪齒頂圓相切；氣缸中央帶有活塞的平動軸穿過一彈簧與齒輪相嚙合；氣缸與輸水管之間由橡膠管連通。其作用是使通過此裝置的水流量大小隨水位的高低作線性變化。
文檔編號G05D7/01GK2781430SQ0327313
公開日2006年5月17日 申請日期2003年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月23日
發(fā)明者蔣群 申請人:蔣群