引言

隨著人們節(jié)水環(huán)保意識的不斷加強以及消費者自我保護意識的提高,人們對水龍頭的造型、功能及節(jié)能需求等提出了更高要求。水龍頭的使用一方面滿足了人們清潔、除菌的實際需求,另一方面它極易造成細(xì)菌滋生與交叉感染。北京解放軍62醫(yī)院對所抽取病區(qū)的15個水龍頭進行了實驗檢測,消毒前水龍頭全部被病原菌污染,消毒后無病原菌生長,消毒后1h污染程度為0.34%、4h后污染程度為73.18%。可見在人口流動密度較大的醫(yī)院、商場、汽車站等公共場所,水龍頭的頻繁使用會造成二次細(xì)菌傳播。因此,設(shè)計一款防交叉感染的抗菌環(huán)保型水龍頭顯得尤為重要。

1水龍頭發(fā)展現(xiàn)狀及問題分析

目前,市場上主要存在機械式和智能式兩種類型水龍頭,后者主要代表為感應(yīng)式水龍頭,其運用現(xiàn)代科技移除了開關(guān)把手,達(dá)到抗菌、降低污染的功效,但其感應(yīng)靈敏度具有周期性,且后期維修價格昂貴,維護成本高,在普通家庭中較少見。機械式水龍頭以機械原理進行設(shè)計,通常有開關(guān)把手部件,不易損壞,易修理,成本低,但把手位置易滋生細(xì)菌,發(fā)生交叉感染,在節(jié)水環(huán)保方面不如智能式水龍頭。本文在保留機械式水龍頭現(xiàn)有優(yōu)勢基礎(chǔ)上,改良設(shè)計了一款抗菌環(huán)保型水龍頭。

2抗菌環(huán)保型水龍頭的研發(fā)意義

2.1通過改變水龍頭開啟部件位置,減少細(xì)菌滋生,防交叉感染

機械式水龍頭的開啟部件,即手柄通常設(shè)計在水龍頭出水主體左右或后方位置,在打完皂液后沖洗時,會出現(xiàn)開關(guān)手柄處還沾染皂液的問題,也是最易產(chǎn)生污染的環(huán)節(jié)。本產(chǎn)品設(shè)計打破了傳統(tǒng)開關(guān)手柄位置,將其移至水龍頭正下方,洗手時出水口先沖洗手柄再沖洗手,解決了水龍頭開關(guān)處沾染細(xì)菌的清潔問題。開啟手柄設(shè)置于出水口出水方向,開啟水龍頭清洗物體時,水流同時清洗手柄,將附著在手柄上的雜物和細(xì)菌沖洗干凈,不會使其殘留在手柄上,減少細(xì)菌滋生,防交叉感染。

2.2通過改變水龍頭出水狀態(tài),以水幕效果實現(xiàn)節(jié)水環(huán)保功能

水龍頭出水形態(tài)一般都是"點狀線式",本設(shè)計則改變水流造型,水龍頭出水口出水先到達(dá)開關(guān)手柄處,在開關(guān)手柄處設(shè)置了吸收幕布,使得出水口水流分散為細(xì)流,增大了沖洗面積,減小了水流沖擊,提高了水利用率,有利于節(jié)約用水。開啟手柄的表面具有弧形凸起,濺出的水流更容易形成水幕,增大沖洗面積,進一步實現(xiàn)節(jié)水環(huán)保目的。

2.3提高經(jīng)濟效益與社會效益

目前水龍頭市場的機械式水龍頭仍占一定市場份額,雖然價格低,但不環(huán)保節(jié)能,存在細(xì)菌傳播隱患。機械式水龍頭通過造型改變,微調(diào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)位置,使得感應(yīng)水龍頭更加衛(wèi)生,提升機械水龍頭的防菌作用。本設(shè)計不是從無到有的設(shè)計,是在現(xiàn)有機械式水龍頭基礎(chǔ)上進行改良設(shè)計,可操作性高,防菌、環(huán)保、衛(wèi)生等理念符合消費者需求,能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益與社會效益。

3抗菌環(huán)保型水龍頭的具體研發(fā)設(shè)計方案

3.1目前水龍頭存在的設(shè)計缺陷

目前常見的水龍頭開啟手柄是另外設(shè)置,設(shè)置在出水口上方或側(cè)面,洗手或洗其他物品時都會先碰觸到手柄,然后再開啟水龍頭。因此,手柄上會沾染許多不清潔物質(zhì),如洗手液、洗潔精、細(xì)菌等。而使用完后關(guān)閉水龍頭時又要再次碰觸,導(dǎo)致二次污染。尤其在公共衛(wèi)生場所、醫(yī)院等環(huán)境中,由于人員繁多且雜亂,病菌、病原體多,使用傳統(tǒng)水龍頭反而造成交叉感染、疾病的傳染。而感應(yīng)式水龍頭由于成本高,故障率高,流量和溫度都無法人為調(diào)節(jié)等,無法低成本、高效率地推廣使用。

3.2抗菌環(huán)保型水龍頭產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計創(chuàng)新

3.2.1創(chuàng)新點1:水龍頭開啟手柄設(shè)置于出水口正下方位置

本設(shè)計將自身不帶自潔消毒功能的水龍頭手柄位置移至水龍頭出水口正下方,水流路徑為先經(jīng)過開關(guān)手柄,沖洗手柄后再往下流,洗手位置在開關(guān)手柄正下方,如圖1所示。出水過程中,水流同時清洗開啟手柄,將附著在開啟手柄上的雜物沖洗干凈,不會有雜物、病菌等殘留在開啟手柄上,清洗完關(guān)閉水龍頭,保持開啟手柄清潔。整個結(jié)構(gòu)布局完全改變傳統(tǒng)水龍頭的布置方式,通過水流沖洗手柄達(dá)到除菌效果,避免因手柄污染而導(dǎo)致人的交叉感染。

3.2.2創(chuàng)新點2:水龍頭開啟手柄處經(jīng)過水流位置設(shè)計通孔與導(dǎo)流槽

開啟手柄上設(shè)有一通孔,出水口的出水方向朝向此通孔,開啟手柄的上表面固定安裝有一個用于吸收水流沖擊力并減少水流飛濺的吸收幕布,吸收幕布的中心部位位于通孔內(nèi)凹陷處。作為進一步的改進,開啟手柄的上表面設(shè)有若干沿通孔徑向延伸的導(dǎo)流槽,導(dǎo)流槽從通孔邊緣延伸至開啟手柄的下表面,使得出水口水流分散為細(xì)流,增大了沖洗面積,減小了水流沖擊,提高了水利用率,有利于節(jié)約用水。本設(shè)計改變了水流方向,水流形態(tài)從"柱狀"變?yōu)?幕狀",既加大水流面積,增加舒適度,又達(dá)到了節(jié)水環(huán)保目的。

3.2.3創(chuàng)新點3:改變了傳統(tǒng)的熱水與冷水混合得到溫水的方式

由于開啟手柄的通孔內(nèi)設(shè)置了連接熱源的熱交換絲,使得通過通孔的水幕能夠被快速加熱,得到溫水,這種加熱方式與傳統(tǒng)熱水與冷水混合后得到溫水方式相比,傳統(tǒng)方式首先要得到熱水,如果熱水用盡,則無法繼續(xù)使用,而采用本設(shè)計加熱方式后,只要有熱源就能加熱水,熱水不會間斷。在導(dǎo)向孔內(nèi)設(shè)有石棉隔熱層,減少了熱交換絲與開啟手柄之間的熱交換,避免了熱量過多流失,保證了熱交換段足夠的工作熱量。

4水龍頭產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計

抗菌環(huán)保型水龍頭的結(jié)構(gòu)示意如圖1所示,抗菌環(huán)保型水龍頭中球閥的安裝結(jié)構(gòu)示意如圖2所示,圖1中A-A位置的剖視放大示意如圖3所示,在圖1中B-B位置的剖視放大示意如圖4所示,抗菌環(huán)保型水龍頭中控制機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意如圖5所示。

1一水龍頭本體;2一開啟手柄;3一吸收幕布;5一上限位凸起;6一下限位凸起。

圖l抗菌環(huán)保型水龍頭結(jié)構(gòu)示意圖

2一開啟手柄;7一球閥;8一進水通道;701一閥體;702一閥芯;

703一中心孔;704一轉(zhuǎn)軸;705一扁形傳動部;706一螺母。

圖2抗菌環(huán)保型水龍頭中球閥的安裝結(jié)構(gòu)示意

2一開啟手柄;3一吸收幕布;4一導(dǎo)流槽;9一通孔;10一熱交換絲;

11一防護帽;12一防護網(wǎng);19一壓片;201一弧形凸起。

圖3A-A位置的剖視放大示意圖

2一開啟手柄;10一熱交換絲;13一石棉隔熱層;201一孤形凸起。

圖4B-B位置的剖視放大示意圖

2一開啟手柄;14一截止閥;15一閥芯;16一導(dǎo)熱通道;

17一隨動齒輪;18一扇形齒輪。

圖5抗菌環(huán)保型水龍頭中控制機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

5結(jié)語

本文設(shè)計研發(fā)的抗菌環(huán)保型水龍頭,其產(chǎn)品內(nèi)在結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計不僅適用于水龍頭產(chǎn)品,還適用于具有同樣出水功能的蓮蓬等衛(wèi)浴產(chǎn)品,在給人們帶來方便、舒適的同時,更注重其安全、衛(wèi)生與健康方面的使用體驗,體現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計的環(huán)保意識與人性化。