水龍頭(閥門)
編輯水龍頭(也叫龍頭或水龍頭:見用法變化)是控制液體或氣體釋放的閥門。
命名法
編輯英國
美國
- Faucet是美國最常見的術語,與英式英語中的tap類似,例如waterfaucet(盡管在美國也使用tap一詞)。
- Spigot由行業專業人士(如管道工)使用,通常是指戶外固定裝置。
- Silcock(和sillcock),與spigot相同,指的是穿透基礎窗臺的旋塞(如活塞和petcock)。
- 圍兜(bibcock,和軟管圍兜或軟管圍兜),通常是龍頭的防凍版本。
- 墻壁消火栓,與軟管比布相同。
- 水龍頭通常指的是小桶或桶形水龍頭,但通常也指提供熱水或冷水而不是兩者的水龍頭。它還作為自來水(即家庭用水凈化的水)中的描述符出現。單個溫度水龍頭通常在商業或公共廁所中找到,其中水的溫度將由混合熱水和冷水的單獨溫度調節閥控制。調節閥可以在洗手池下方,也可以在單獨的機械室或服務柜中。這些單水龍頭不太容易因大量使用或故意破壞而損壞。
- Spicket賓夕法尼亞州的一個術語,特別是費城
類型
編輯液體
浴缸、水槽和臉盆的水可以通過單獨的冷熱水龍頭提供;這種布置在較舊的設施中很常見,特別是在公共洗手間/廁所和雜物間/洗衣房中。在廚房和浴室中,通常使用混合水龍頭。在這種情況下,來自兩個閥門的熱水和冷水在到達出口之前混合,使水在熱水和冷水供應溫度之間的任何溫度下流出。混合水龍頭由新不倫瑞克省圣約翰的托馬斯坎貝爾發明,并于1880年獲得專利。對于浴缸和淋浴,混合龍頭經常包含某種壓力平衡功能,以便冷熱混合比不會受到一個或另一個供應壓力的瞬態變化的影響。這有助于避免在發生其他水負荷(例如沖馬桶)時燙傷或不舒服的寒冷。與兩個單獨的閥門不同,混合龍頭經常使用由單個手柄控制的單個更復雜的閥門(單手柄混合器)。手柄上下移動控制水流量,左右移動控制水溫。特別是對于浴缸和淋浴,最新的設計是恒溫混合閥,它使用內置恒溫器來實現這一點,可以是機械的或電子的。還有帶有彩色LED的水龍頭可以顯示水溫。如果安裝了單獨的水龍頭,可能無法立即清楚哪個水龍頭是熱的,哪個是冷的。熱水龍頭通常帶有紅色指示燈,而冷水龍頭通常帶有藍色或綠色指示燈。在美國,水龍頭通常也標有H或C。在使用羅曼語的國家,使用字母C表示熱,F表示冷(來自法語chaud/意大利語caldo/西班牙語caliente(熱)和法語froid/意大利弗雷多/西班牙frio(冷))。葡萄牙語會使用Q(代表quente,hot)和F。這會給講英語的訪客造成混淆。混合水龍頭可能有一條紅藍條紋或箭頭,指示哪一側會出熱,哪一側會出冷。在大多數國家/地區,都有熱/冷水龍頭的標準布置。例如,在美國和許多其他國家,根據建筑規范要求,熱水龍頭位于左側。許多安裝都存在忽略此標準的情況(管道工稱為交叉連接)。即使固定裝置已正確安裝,某些單閥混合龍頭的錯誤組裝也會發生冷熱交換。家庭中的大多數把手都是用螺絲固定在閥軸上的,但在許多商業和工業應用中,它們都配有一個可拆卸的鑰匙,稱為松式鑰匙、水鑰匙或sillcock鑰匙,它有一個方形釘和一個方形端頭關閉和打開水;可以取下松動的鑰匙,以防止破壞者打開水。在松動鑰匙發明之前,一些房東或看護人通常會取下水龍頭的把手,水龍頭的把手上的齒會與閥軸上的齒輪相接觸。這種齒和齒輪系統仍然用于大多數現代絲錐。在家外也可能會發現松散的鑰匙,以防止路人使用它們。水龍頭通常通過旋轉水龍頭連接器連接到供水系統,該連接器使用焊接或壓縮接頭連接到水管的末端,并有一個大螺母可以擰到水龍頭的螺紋尾部,該螺紋尾部懸掛在浴缸、臉盆或水槽下方。在連接器和分接頭尾部之間使用了一個纖維墊圈(潮濕時會膨脹,有助于密封)。水槽的龍頭尾部直徑通常為1?2或12毫米,浴缸的龍頭尾部直徑為3?4或19毫米,盡管歐洲大陸有時使用3?8(仍為英制)尺寸。球閥使用相同的連接方法。水龍頭一詞廣泛用于描述用于從小桶中分配生啤酒的閥門,無論是重力進料還是加壓。
氣體
燃氣水龍頭是一種特定形式的球閥,用于住宅、商業和實驗室應用,用于粗略控制燃料氣體(如天然氣、煤氣和合成氣)的釋放。與所有球閥一樣,其手柄在打開時與氣管平行,在關閉時垂直,便于直觀識別其狀態。
物理
編輯水、氣水龍頭流量可調:閘閥更先進;球閥較粗,通常用于開關應用。轉動閥門旋鈕或控制桿通過改變閥門組件中控制裝置的孔徑來調節流量。以任何程度打開的結果都是阻塞的流動。其流量與管道中流體或氣體的粘度或溫度無關,僅微弱地取決于供應壓力,因此流量在給定設置下是穩定的。在中等流量設置下,閥門節流閥處的壓力由于文丘里效應而幾乎下降到零;在水龍頭中,這會導致水在通過限制時在室溫下瞬間沸騰。冰冷的水汽氣泡在限制處形成并坍塌,發出熟悉的嘶嘶聲。在非常低的流量設置下,水的粘度變得很重要,壓降(和嘶嘶聲)消失了;在全流量設置下,管道中的寄生阻力變得很重要,水再次變得安靜。
機制
編輯1845年,羅瑟勒姆黃銅創始人Guest和Chrimes獲得了xxx個旋入式水龍頭機構的專利并制造。大多數老式水龍頭使用軟橡膠或氯丁橡膠墊圈,將其擰到閥座上以停止流動。這在工程中被稱為截止閥,雖然它提供防漏密封和良好的流量微調,但隨著時間的推移,橡膠墊圈和閥座都會磨損(閥座也會腐蝕),所以最終在關閉位置沒有形成緊密的密封,導致水龍頭泄漏。墊圈可以更換,閥座可以重新表面(至少幾次),但截止閥從來都不是免維護的。此外,水被迫遵循的曲折的S形路徑對流動造成了很大的阻礙。對于高壓家用供水系統,這無關緊要,但對于流量很重要的低壓系統,例如由儲水箱供水的淋浴器、水龍頭,或者在工程方面,閘閥是首選。閘閥使用具有圓形面的金屬楔,通常與管道直徑相同,將其擰入垂直于流動的位置,將其切斷。當水龍頭完全打開時,流動阻力很小,但這種類型的水龍頭在關閉時很少能提供完美的密封。在英國,這種類型的水龍頭通常具有輪形手柄,而不是拐杖或絞盤手柄。錐形閥或球閥是另一種選擇。這些通常用作更昂貴的供水系統中的服務截止閥,并且通常在燃氣水龍頭中找到(順便說一下,上面提到的桶裝啤酒水龍頭)。它們可以通過它們在完全打開和關閉之間的運動范圍(僅90°)來識別。通常,當手柄與管道對齊時,閥門打開,而當手柄穿過管道時,閥門關閉。但它可以在垂直于管道的任一方向CW或CCW上移動。S=關閉,O=打開。錐形閥由一個淺錐形錐體組成,該錐體位于穿過流體流動的緊密配合的插座中。在英國英語中,這通常被稱為錐形塞旋塞。球閥使用球形球代替。在任一情況下,如果通過錐體或球體的孔與流體進入和離開的插座中的開口對齊,則該孔允許流體通過;使用手柄轉動錐體可將通道轉開,從而使流體具有無法通過的錐體的完整表面。這種類型的閥門有時會遇到使用圓柱體而不是圓錐體的情況,但使用圓錐體即使在制造公差適中的情況下也能實現緊密配合。球閥中的球在塑料(通常是聚四氟乙烯)閥座內旋轉。但是即使在制造公差適中的情況下,使用錐體也可以實現緊密配合。球閥中的球在塑料(通常是聚四氟乙烯)閥座內旋轉。但是即使在制造公差適中的情況下,使用錐體也可以實現緊密配合。球閥中的球在塑料(通常是聚四氟乙烯)閥座內旋轉。免提紅外接近傳感器正在取代標準閥門。恒溫控制的電子兩用混合或分流閥用于工業應用中,以根據需要自動提供液體。腳踏控制閥安裝在實驗室和醫療保健/醫院內,以及工業環境中,操作水龍頭的極臟手可能會在其上留下殘留物。現代水龍頭通常在末端有曝氣器,以限制水流并以氣泡的形式引入空氣以減少飛濺。如果沒有曝氣器,水通常會以一股大溪流從水龍頭流出。曝氣器將水流分散成許多小水滴。在醫院或實驗室等衛生環境中,使用層流裝置代替曝氣器。層流裝置限制流動并將水引導到平穩的水流中,而不會引入可能含有有害細菌或顆粒的周圍空氣。現代浴室和廚房水龍頭通常使用陶瓷或塑料表面,與其他彈簧加載的陶瓷表面或塑料墊圈滑動。這些水龍頭利用了接觸的2個陶瓷表面獨特的低摩擦系數值,尤其是在水作為潤滑劑存在的情況下。與傳統的截止閥相比,這些水龍頭需要的維護往往要少得多,并且當需要維護時,通常會更換閥門的整個內部,通常作為單個預組裝的閥芯。在北美的三個制造商中,摩恩和美標使用墨盒(摩恩是基于O形圈的,美標是陶瓷的),而Delta使用面向墨盒的橡膠座。每種設計都有其優點:摩恩濾芯往往最容易找到,美標濾芯在無沉淀物的市政水中具有幾乎無限的使用壽命,而Delta的橡膠閥座往往最能容忍井水中的沉淀物。
防回流
大多數美國司法管轄區現在要求軟管龍頭、軟管圍嘴和墻壁消火栓配備真空破壞器或防回流裝置,這樣水就不會從軟管通過龍頭回流。如果出現壓力下降,這可以防止建筑物或公共供水系統受到污染。在英國,水法規要求使用雙止回閥;這通常包含在水龍頭本身的主體中。
ASMEA112管道材料和設備標準
編輯美國機械工程師協會(ASME)發布了多個管道標準。有些是:
- ASMEA112.6.3–地漏和溝渠
- ASMEA112.6.4–屋頂、甲板和陽臺排水管
- ASMEA112.18.1/CSAB125.1–管道供應配件
- ASMEA112.19.1/CSAB45.2–搪瓷鑄鐵和搪瓷鋼管道裝置
- ASMEA112.19.2/CSAB45.1–陶瓷管道裝置
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