一种防范交叉感染的抗菌环保型水龙头研发与设计

时间：2022-04-23 01:22:19

关键字：水龙头抗菌防交叉感染

手机看文章

扫描二维码
随时随地手机看文章

[导读]摘要:针对目前人们家庭生活、公共场所中大量使用的机械式水龙头在使用过程中出现的细菌交叉感染问题,在机械式水龙头现有结构基础上进行改良,设计了一款高效、低成本、防交叉感染的抗菌型水龙头,兼具节水环保功能,其设计更具人性化与环保性。

引言

随着人们节水环保意识的不断加强以及消费者自我保护意识的提高,人们对水龙头的造型、功能及节能需求等提出了更高要求。水龙头的使用一方面满足了人们清洁、除菌的实际需求,另一方面它极易造成细菌滋生与交叉感染。北京解放军62医院对所抽取病区的15个水龙头进行了实验检测,消毒前水龙头全部被病原菌污染,消毒后无病原菌生长,消毒后1h污染程度为0.34%、4h后污染程度为73.18%。可见在人口流动密度较大的医院、商场、汽车站等公共场所,水龙头的频繁使用会造成二次细菌传播。因此,设计一款防交叉感染的抗菌环保型水龙头显得尤为重要。

1水龙头发展现状及问题分析

目前,市场上主要存在机械式和智能式两种类型水龙头,后者主要代表为感应式水龙头,其运用现代科技移除了开关把手,达到抗菌、降低污染的功效,但其感应灵敏度具有周期性,且后期维修价格昂贵,维护成本高,在普通家庭中较少见。机械式水龙头以机械原理进行设计,通常有开关把手部件,不易损坏,易修理,成本低,但把手位置易滋生细菌,发生交叉感染,在节水环保方面不如智能式水龙头。本文在保留机械式水龙头现有优势基础上,改良设计了一款抗菌环保型水龙头。

2抗菌环保型水龙头的研发意义

2.1通过改变水龙头开启部件位置,减少细菌滋生,防交叉感染

机械式水龙头的开启部件,即手柄通常设计在水龙头出水主体左右或后方位置,在打完皂液后冲洗时,会出现开关手柄处还沾染皂液的问题,也是最易产生污染的环节。本产品设计打破了传统开关手柄位置,将其移至水龙头正下方,洗手时出水口先冲洗手柄再冲洗手,解决了水龙头开关处沾染细菌的清洁问题。开启手柄设置于出水口出水方向,开启水龙头清洗物体时,水流同时清洗手柄,将附着在手柄上的杂物和细菌冲洗干净,不会使其残留在手柄上,减少细菌滋生,防交叉感染。

2.2通过改变水龙头出水状态,以水幕效果实现节水环保功能

水龙头出水形态一般都是"点状线式",本设计则改变水流造型,水龙头出水口出水先到达开关手柄处,在开关手柄处设置了吸收幕布,使得出水口水流分散为细流,增大了冲洗面积,减小了水流冲击,提高了水利用率,有利于节约用水。开启手柄的表面具有弧形凸起,溅出的水流更容易形成水幕,增大冲洗面积,进一步实现节水环保目的。

2.3提高经济效益与社会效益

目前水龙头市场的机械式水龙头仍占一定市场份额,虽然价格低,但不环保节能,存在细菌传播隐患。机械式水龙头通过造型改变,微调内部结构位置,使得感应水龙头更加卫生,提升机械水龙头的防菌作用。本设计不是从无到有的设计,是在现有机械式水龙头基础上进行改良设计,可操作性高,防菌、环保、卫生等理念符合消费者需求,能产生一定的经济效益与社会效益。

3抗菌环保型水龙头的具体研发设计方案

3.1目前水龙头存在的设计缺陷

目前常见的水龙头开启手柄是另外设置,设置在出水口上方或侧面,洗手或洗其他物品时都会先碰触到手柄,然后再开启水龙头。因此,手柄上会沾染许多不清洁物质,如洗手液、洗洁精、细菌等。而使用完后关闭水龙头时又要再次碰触,导致二次污染。尤其在公共卫生场所、医院等环境中,由于人员繁多且杂乱,病菌、病原体多,使用传统水龙头反而造成交叉感染、疾病的传染。而感应式水龙头由于成本高,故障率高,流量和温度都无法人为调节等,无法低成本、高效率地推广使用。

3.2抗菌环保型水龙头产品的研发设计创新

3.2.1创新点1:水龙头开启手柄设置于出水口正下方位置

本设计将自身不带自洁消毒功能的水龙头手柄位置移至水龙头出水口正下方,水流路径为先经过开关手柄,冲洗手柄后再往下流,洗手位置在开关手柄正下方,如图1所示。出水过程中,水流同时清洗开启手柄,将附着在开启手柄上的杂物冲洗干净,不会有杂物、病菌等残留在开启手柄上,清洗完关闭水龙头,保持开启手柄清洁。整个结构布局完全改变传统水龙头的布置方式,通过水流冲洗手柄达到除菌效果,避免因手柄污染而导致人的交叉感染。

3.2.2创新点2:水龙头开启手柄处经过水流位置设计通孔与导流槽

开启手柄上设有一通孔,出水口的出水方向朝向此通孔,开启手柄的上表面固定安装有一个用于吸收水流冲击力并减少水流飞溅的吸收幕布,吸收幕布的中心部位位于通孔内凹陷处。作为进一步的改进,开启手柄的上表面设有若干沿通孔径向延伸的导流槽,导流槽从通孔边缘延伸至开启手柄的下表面,使得出水口水流分散为细流,增大了冲洗面积,减小了水流冲击,提高了水利用率,有利于节约用水。本设计改变了水流方向,水流形态从"柱状"变为"幕状",既加大水流面积,增加舒适度,又达到了节水环保目的。

3.2.3创新点3:改变了传统的热水与冷水混合得到温水的方式

由于开启手柄的通孔内设置了连接热源的热交换丝,使得通过通孔的水幕能够被快速加热,得到温水,这种加热方式与传统热水与冷水混合后得到温水方式相比,传统方式首先要得到热水,如果热水用尽,则无法继续使用,而采用本设计加热方式后,只要有热源就能加热水,热水不会间断。在导向孔内设有石棉隔热层,减少了热交换丝与开启手柄之间的热交换,避免了热量过多流失,保证了热交换段足够的工作热量。

4水龙头产品结构设计

抗菌环保型水龙头的结构示意如图1所示,抗菌环保型水龙头中球阀的安装结构示意如图2所示,图1中A-A位置的剖视放大示意如图3所示,在图1中B-B位置的剖视放大示意如图4所示,抗菌环保型水龙头中控制机构的结构示意如图5所示。