一種防范交叉感染的抗菌環(huán)保型水龍頭研發(fā)與設(shè)計(jì)

引言

隨著人們節(jié)水環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng)以及消費(fèi)者自我保護(hù)意識(shí)的提高,人們對(duì)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(shí)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(duì)所抽取病區(qū)的15個(gè)水龍頭進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)檢測(cè),消毒前水龍頭全部被病原菌污染,消毒后無(wú)病原菌生長(zhǎng),消毒后1h污染程度為0.34%、4h后污染程度為73.18%?？梢?jiàn)在人口流動(dòng)密度較大的醫(yī)院、商場(chǎng)、汽車站等公共場(chǎng)所,水龍頭的頻繁使用會(huì)造成二次細(xì)菌傳播。因此,設(shè)計(jì)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(wèn)題分析

目前,市場(chǎng)上主要存在機(jī)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(yùn)用現(xiàn)代科技移除了開(kāi)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(jià)格昂貴,維護(hù)成本高,在普通家庭中較少見(jiàn)。機(jī)械式水龍頭以機(jī)械原理進(jìn)行設(shè)計(jì),通常有開(kāi)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(jī)械式水龍頭現(xiàn)有優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)上,改良設(shè)計(jì)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(guò)改變水龍頭開(kāi)啟部件位置,減少細(xì)菌滋生,防交叉感染

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

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

水龍頭出水形態(tài)一般都是"點(diǎn)狀線式",本設(shè)計(jì)則改變水流造型,水龍頭出水口出水先到達(dá)開(kāi)關(guān)手柄處,在開(kāi)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(kāi)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(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)水環(huán)保目的。

2.3提高經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益

目前水龍頭市場(chǎng)的機(jī)械式水龍頭仍占一定市場(chǎng)份額,雖然價(jià)格低,但不環(huán)保節(jié)能,存在細(xì)菌傳播隱患。機(jī)械式水龍頭通過(guò)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(jī)械水龍頭的防菌作用。本設(shè)計(jì)不是從無(wú)到有的設(shè)計(jì),是在現(xiàn)有機(jī)械式水龍頭基礎(chǔ)上進(jìn)行改良設(shè)計(jì),可操作性高,防菌、環(huán)保、衛(wèi)生等理念符合消費(fèi)者需求,能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

3抗菌環(huán)保型水龍頭的具體研發(fā)設(shè)計(jì)方案

3.1目前水龍頭存在的設(shè)計(jì)缺陷

目前常見(jiàn)的水龍頭開(kāi)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(shí)都會(huì)先碰觸到手柄,然后再開(kāi)啟水龍頭。因此,手柄上會(huì)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(shí)又要再次碰觸,導(dǎo)致二次污染。尤其在公共衛(wèi)生場(chǎng)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(wú)法人為調(diào)節(jié)等,無(wú)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(jì)創(chuàng)新

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

本設(shè)計(jì)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(guò)開(kāi)關(guān)手柄,沖洗手柄后再往下流,洗手位置在開(kāi)關(guān)手柄正下方,如圖1所示。出水過(guò)程中,水流同時(shí)清洗開(kāi)啟手柄,將附著在開(kāi)啟手柄上的雜物沖洗干凈,不會(huì)有雜物、病菌等殘留在開(kāi)啟手柄上,清洗完關(guān)閉水龍頭,保持開(kāi)啟手柄清潔。整個(gè)結(jié)構(gòu)布局完全改變傳統(tǒng)水龍頭的布置方式,通過(guò)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(diǎn)2:水龍頭開(kāi)啟手柄處經(jīng)過(guò)水流位置設(shè)計(jì)通孔與導(dǎo)流槽

開(kāi)啟手柄上設(shè)有一通孔,出水口的出水方向朝向此通孔,開(kāi)啟手柄的上表面固定安裝有一個(gè)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(jìn)一步的改進(jìn),開(kāi)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(kāi)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(jì)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(diǎn)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(kāi)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(guò)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(wú)法繼續(xù)使用,而采用本設(shè)計(jì)加熱方式后,只要有熱源就能加熱水,熱水不會(huì)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(kāi)啟手柄之間的熱交換,避免了熱量過(guò)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(jì)

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(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意如圖5所示。

1一水龍頭本體;2一開(kāi)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(kāi)啟手柄;7一球閥;8一進(jìn)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(dòng)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(kāi)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(hù)帽;12一防護(hù)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(kāi)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(kāi)啟手柄;14一截止閥;15一閥芯;16一導(dǎo)熱通道;

17一隨動(dòng)齒輪;18一扇形齒輪。

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

5結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)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(jì)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(lái)方便、舒適的同時(shí),更注重其安全、衛(wèi)生與健康方面的使用體驗(yàn),體現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的環(huán)保意識(shí)與人性化。