專(zhuān)利名稱：自循環(huán)式靜壓傳遞自動(dòng)揚(yáng)水儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造屬于教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器。
靜壓傳遞現(xiàn)象又稱“靜壓奇觀”。靜壓傳遞實(shí)驗(yàn)裝置是進(jìn)行流體靜壓傳遞特性、流體的能量轉(zhuǎn)換等方面研究的一類(lèi)十分重要的教學(xué)儀器?，F(xiàn)有的這類(lèi)儀器僅由附圖
中的上、下密封壓力水箱3和9，上、下集水箱4和12及下水管8、通氣管7等部件構(gòu)成。其優(yōu)點(diǎn)是能清晰演示靜壓傳遞現(xiàn)象。其工作過(guò)程為上集水箱4中的水經(jīng)下水管8流入下密封壓力水箱9，箱9中水位增高使氣體壓縮，表面壓強(qiáng)增大，經(jīng)過(guò)通氣管7等壓傳遞給上密封壓力水箱3，使箱3中的水壓升高，箱內(nèi)水體便經(jīng)過(guò)噴水管2噴揚(yáng)到高處。其缺點(diǎn)是當(dāng)上密封壓力水箱3中水體噴射完或者下密封壓力水箱9中水位滿頂后，實(shí)驗(yàn)便中途停止，而必須人工打開(kāi)水箱3和9的塞蓋，放掉箱9中的水，再給箱3中加水，并由人工向上集水箱4補(bǔ)充供水，完成了這一系列人工操作后，方能繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
本實(shí)用新型目的是在儀器內(nèi)裝設(shè)自循環(huán)供水裝置，以便能自動(dòng)向上集水箱4補(bǔ)充供水，并能自動(dòng)向上密封壓力水箱3加水和能使下密封壓力水箱9自動(dòng)排水，克服依靠人工操作的弊端。
本實(shí)用新型要點(diǎn)在于儀器內(nèi)設(shè)有由下集水箱12、電動(dòng)水泵11、上集水箱4和出水管道1構(gòu)成的自循環(huán)供水裝置；上密封壓力水箱3由逆止閥6及相應(yīng)的閥道與上集水箱4相連接；下密封壓力水箱9設(shè)有虹吸管5與下集水箱12相連接。逆止閥6由錐形活塞式或平板形蓋式的活門(mén)和形狀相應(yīng)的閥道構(gòu)成，該閥當(dāng)上密封壓力水箱3內(nèi)壓力高于上集水箱4壓力時(shí)關(guān)閉，低于時(shí)開(kāi)啟。虹吸管5進(jìn)口端插入并接近下密封壓力水箱9的底部，出口端低于進(jìn)口端位置，虹吸管頂部低于并接近上集水箱4的最高水位。過(guò)水系統(tǒng)均采用透明有機(jī)玻璃制成。
本儀器的靜壓傳遞實(shí)驗(yàn)自動(dòng)工作原理如附圖所示?，F(xiàn)結(jié)合附圖作具體說(shuō)明具有一定位置勢(shì)能的上集水箱4中的水體經(jīng)下水管8流入下密封壓力水箱9，使箱9中的表面壓強(qiáng)增大，并經(jīng)通氣管7等壓傳遞給上密封壓力水箱3，使箱3中的水體在表面壓強(qiáng)作用下經(jīng)過(guò)揚(yáng)水管與噴頭2噴射到高處，實(shí)現(xiàn)由靜壓傳遞而揚(yáng)水的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。?dāng)箱9中的水位滿頂后，水壓繼續(xù)上升，至使虹吸管5內(nèi)的水位滿頂且發(fā)生虹吸流動(dòng)，把箱9中的水排入下集水箱12，并使得箱9與箱3中的表面壓強(qiáng)降低。這時(shí)，因上密封壓力水箱3中的水體經(jīng)一段時(shí)間噴揚(yáng)以后已基本排空，其表面壓強(qiáng)更為降低，在上集水箱4的水壓力作用下，逆止閥6就自動(dòng)開(kāi)啟，水自水箱4自動(dòng)流入箱3。箱4中的水位隨之降低，并低于管8的進(jìn)口，箱9中的水體得不到外來(lái)補(bǔ)充，很快經(jīng)虹吸管排完。接著，在水泵11的作用下使自循環(huán)供水裝置工作，使箱12中的水經(jīng)管道1給水箱4供水，使水箱4中的水位逐漸升高并淹沒(méi)管8的進(jìn)口，于是第二次靜壓傳遞揚(yáng)水現(xiàn)象又重復(fù)開(kāi)始，如此周而復(fù)始，形成了自循環(huán)式靜壓傳遞自動(dòng)揚(yáng)水的“靜壓奇觀”實(shí)驗(yàn)過(guò)程。
本實(shí)用新型已在實(shí)驗(yàn)室試制成樣品，除水泵11和電氣室外，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所有構(gòu)件均用透明有機(jī)玻璃制作。試驗(yàn)結(jié)果表明，上、下密封壓力水箱高差40cm以上時(shí)，噴水揚(yáng)程高于30cm，整個(gè)往復(fù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程自動(dòng)、協(xié)調(diào)、連續(xù)。樣機(jī)體積為70×15×80〔cm〕3，功耗是70W。實(shí)驗(yàn)中可清晰地觀察“靜壓奇觀”的靜壓傳遞現(xiàn)象、噴水高度與落差之間的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系及虹吸的發(fā)生條件等多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。
本自循環(huán)靜壓傳遞揚(yáng)水儀的優(yōu)點(diǎn)是
1.自循環(huán)供水、能自動(dòng)往復(fù)性連續(xù)實(shí)驗(yàn)，完全解脫人工給排水的麻煩。
2.揚(yáng)水量大，噴泉壯觀，與原同體積的靜壓傳遞實(shí)驗(yàn)儀相比，揚(yáng)水量可增大十多倍。因?yàn)樵瓉?lái)那種儀器揚(yáng)水量增大以后，人工給排水的次數(shù)就大大增加，所以不得不減少流量來(lái)減少人工操作的次數(shù)。
3.本儀器的結(jié)構(gòu)方案與原理有工程實(shí)際應(yīng)用意義，例如，山區(qū)提水等用途。
4.外型小巧美觀、透明可視性好，實(shí)驗(yàn)功能齊備，十分適合教學(xué)需求。
本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于大、中專(zhuān)院校的航空、水利、機(jī)械、化工、建筑、冶金、交通、環(huán)保、生物工程、食品、醫(yī)學(xué)等專(zhuān)業(yè)的工程流體力學(xué)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中。
權(quán)利要求1.一種自循環(huán)式靜壓傳遞自動(dòng)揚(yáng)水儀，包含有上密封壓力水箱、上集水箱、下密封壓力水箱和下集水箱，其特征是儀器內(nèi)有一個(gè)電動(dòng)水泵[11]、水泵的出水管[1]與上集水箱[4]連接，水泵的吸水管與下集水箱[12]連接，上密封壓力水箱[3]和上集水箱[4]之間由逆止伐[6]相連接，下密封壓力水箱[9]設(shè)有虹吸管[5]與下集水箱[12]連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自循環(huán)式靜壓傳遞自動(dòng)揚(yáng)水儀，其特征是所述的逆止閥〔6〕由錐形活塞式或平板形蓋式的活門(mén)和形狀相應(yīng)的閥道構(gòu)成，該閥門(mén)當(dāng)上密封壓力水箱〔3〕內(nèi)壓力高于上集水箱〔4〕內(nèi)壓力時(shí)關(guān)閉，低于時(shí)開(kāi)啟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自循環(huán)式靜壓傳遞自動(dòng)揚(yáng)水儀，其特征是所述的虹吸管〔5〕進(jìn)口端插入并接近下密封壓力水箱〔9〕的底部，其出口端低于進(jìn)口端位置，虹吸管頂部低于并接近上集水箱〔4〕的最高水位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自循環(huán)式靜壓傳遞自動(dòng)揚(yáng)水儀，其特征是過(guò)水系統(tǒng)采用透明有機(jī)玻璃材料制成。
專(zhuān)利摘要自循環(huán)式靜壓傳遞自動(dòng)揚(yáng)水儀是一種流體力學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器。其主要特征在于具有能向上密封壓力水箱自動(dòng)補(bǔ)水的逆止閥、能給下密封壓力水箱自動(dòng)排水的虹吸管和自循環(huán)供水系統(tǒng)?？蛇M(jìn)行“靜壓奇觀”原理、虹吸現(xiàn)象等項(xiàng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)。其主要優(yōu)點(diǎn)是能自動(dòng)往復(fù)地進(jìn)行連續(xù)實(shí)驗(yàn)、噴水揚(yáng)程高流量大、現(xiàn)象壯觀、整機(jī)小巧美觀、直視性好、教學(xué)效果優(yōu)異。本儀器可廣泛應(yīng)用于大中專(zhuān)院校有關(guān)專(zhuān)業(yè)的工程流體力學(xué)課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)中。
文檔編號(hào)G09B23/12GK2088720SQ9120400
公開(kāi)日1991年11月13日 申請(qǐng)日期1991年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月15日
發(fā)明者毛根海 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)