本發(fā)明涉及教學(xué)設(shè)備，特別涉及一種虹吸原理演示裝置。

背景技術(shù)：

從農(nóng)田灌溉、水源調(diào)配到生活用品，虹吸原理被廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)中，而且隨著科學(xué)的發(fā)展，虹吸原理的潛在價(jià)值也在不斷的得到挖掘。

初中物理學(xué)課本中，為了普及虹吸原理，記載有相關(guān)信息。結(jié)合實(shí)驗(yàn)，老師會(huì)以盛水燒杯以及軟管來演示這一原理。實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先將軟管一端伸入燒杯底部，將另一端放至低于燒杯底部的位置處，然后通過口部吸取軟管較低一端，為軟管內(nèi)制造負(fù)壓，這樣燒杯中的水會(huì)在水位差的位能作用下不斷從軟管中排出。

這種演示方法簡(jiǎn)單，但是還存在問題，首先是燒杯和軟管的體積限于使用條件不易過大，后排同學(xué)因?yàn)榫嚯x較遠(yuǎn)觀察不夠清晰，參與感較差，教學(xué)效果不好；其次用口部吸取軟管中的空氣不夠衛(wèi)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種虹吸原理演示裝置，能夠清晰、衛(wèi)生的為觀察者演示虹吸原理。

本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：一種虹吸原理演示裝置，包括槽狀的演示平臺(tái)，演示平臺(tái)內(nèi)設(shè)置有一塊擋板將其分隔形成一個(gè)輸水槽和一個(gè)出水槽，輸水槽底面的高度高于出水槽底面的高度，還包括虹吸管，虹吸管包括進(jìn)水段、出水段以及演示段，進(jìn)水段呈u形且位于演示平臺(tái)下方，進(jìn)水段一端連通輸水槽且另一端連通出水槽，出水段呈u形且位于演示平臺(tái)下方，出水段的兩端均連通出水槽，演示段呈u形且位于演示平臺(tái)上方，演示段的兩端分別連通進(jìn)水段的一端和出水段的一端，在演示平臺(tái)的下方設(shè)置有輸水管件，輸水管件包括連通進(jìn)水段的輸水管以及連通輸水管的輸水泵。

通過采用上述技術(shù)方案，當(dāng)輸水泵工作時(shí)，輸水管開始供水，水流通過進(jìn)水段進(jìn)入演示段，再從演示段進(jìn)入出水段，并最終排出。在這個(gè)過程中，虹吸管內(nèi)的氣體被水?dāng)D壓出來，虹吸管內(nèi)形成負(fù)壓環(huán)境，進(jìn)而輸水槽中的水能在位能作用下通過虹吸管排入出水槽中。演示段由透明塑料制成，學(xué)生可以通過演示段以及出水槽內(nèi)的出水情況清晰的觀察、體悟虹吸原理。

相比燒杯、軟管的結(jié)構(gòu)，由輸水管件為虹吸管提供負(fù)壓環(huán)境，虹吸管也可以做的較大，進(jìn)而演示平臺(tái)、虹吸管的體積也更大，學(xué)生可以圍繞演示平臺(tái)進(jìn)行觀察，觀察較為清晰，參與性較好；同時(shí)無需口部接觸虹吸管，使用也較為衛(wèi)生。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述虹吸原理演示裝置包括消渦組件。

通過采用上述技術(shù)方案，在實(shí)際使用中，水流在從進(jìn)水段進(jìn)入時(shí)容易形成渦流，帶入氣體，時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)容易造成虹吸管內(nèi)的負(fù)壓環(huán)境的破壞。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述消渦組件包括壓板、進(jìn)水孔以及隔板，壓板一共有兩塊且上下對(duì)稱設(shè)置，在壓板的中部開設(shè)有貫通的進(jìn)水孔，隔板共有多個(gè)，且等間隔排布在兩塊壓板之間，兩塊壓板之間形成的夾角相等，消渦組件安置在輸水槽底部，輸水槽的底部保持水平，進(jìn)水孔與管件接頭的壓環(huán)開孔連通。

通過采用上述技術(shù)方案，輸水槽中的水會(huì)均勻的從隔板之間的間隔進(jìn)入，然后再通過進(jìn)水孔進(jìn)水進(jìn)水段中。因?yàn)樗谶M(jìn)入的過程中受到了隔板的分流作用，所以相互之間不會(huì)形成渦流。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：消渦組件包括壓板、隔板、封板、連接柱以及導(dǎo)流板，封板和壓板相對(duì)設(shè)置，在壓板的中部開設(shè)有進(jìn)水孔，隔板共有多個(gè)且等間隔設(shè)置在封板和壓板之間，相鄰兩塊隔板之間形成的夾角相等，連接柱垂直固定連接在封板的中部且向壓板延伸，導(dǎo)流板的數(shù)量與隔板的數(shù)量相等，導(dǎo)流板的一端固定連接連接柱且另一端固定連接隔板，封板位于上方，壓板安置在輸水槽底部，輸水槽的底部保持水平，進(jìn)水孔與管件接頭的壓環(huán)開孔連通。

通過采用上述技術(shù)方案，水流從隔板處形成分流，同時(shí)沿著導(dǎo)流板和連接柱形成的流道豎直向下流動(dòng)，水流經(jīng)過導(dǎo)流板的引導(dǎo)作用后流動(dòng)更為平緩，更不容易形成渦流，進(jìn)而帶入的氣體更少。同時(shí)封板上不存在開孔，即使輸水槽中水面的高度高于壓板的高度，水流也無法不經(jīng)隔板間隔空間而進(jìn)入進(jìn)水孔中，進(jìn)而消渦組件的使用受限條件更少，使用更方便。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述導(dǎo)流板的截面從連接柱的方向向隔板的方向逐漸增大，導(dǎo)流板大端的寬度等于隔板的寬度。

通過采用上述技術(shù)方案，導(dǎo)流板對(duì)水流的減緩作用更好。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述進(jìn)水段、出水段、演示段均通過管件接頭與演示平臺(tái)連接，管件接頭包括插管和壓環(huán)兩部分，插管呈管狀，壓環(huán)呈環(huán)狀且一體連接在插管上端，插管的管口內(nèi)徑小于壓環(huán)中心孔的內(nèi)徑，插管在壓環(huán)內(nèi)形成了環(huán)形凸臺(tái)。

通過采用上述技術(shù)方案，這樣使得進(jìn)水段、出水段、演示段和演示平臺(tái)的連接更為方便。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述演示平臺(tái)下方設(shè)置有補(bǔ)水組件，補(bǔ)水組件包括補(bǔ)水槽、補(bǔ)水管以及補(bǔ)水泵，補(bǔ)水槽設(shè)置在出水槽中，由擋板在出水槽中分隔形成，補(bǔ)水管一端連通補(bǔ)水槽，另一端連通輸水槽，補(bǔ)水泵連接在補(bǔ)水管上。

通過采用上述技術(shù)方案，補(bǔ)水泵工作時(shí)，補(bǔ)水槽中的水可以被及時(shí)的送入輸水槽中。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：當(dāng)輸水泵工作時(shí)，輸水管開始供水，水流通過進(jìn)水段進(jìn)入演示段，再從演示段進(jìn)入出水段，并最終排出。在這個(gè)過程中，虹吸管內(nèi)的氣體被水?dāng)D壓出來，虹吸管內(nèi)形成負(fù)壓環(huán)境，進(jìn)而輸水槽中的水能在位能作用下通過虹吸管排入出水槽中。演示段由透明塑料制成，學(xué)生可以通過演示段以及出水槽內(nèi)的出水情況清晰的觀察、體悟虹吸原理。

相比燒杯、軟管的結(jié)構(gòu)，由輸水管件為虹吸管提供負(fù)壓環(huán)境，虹吸管也可以做的較大，進(jìn)而演示平臺(tái)、虹吸管的體積也更大，學(xué)生可以圍繞演示平臺(tái)進(jìn)行觀察，觀察較為清晰，參與性較好；同時(shí)無需口部接觸虹吸管，使用也較為衛(wèi)生。

附圖說明

圖1是虹吸原理演示裝置的立體圖；

圖2是為了顯示虹吸原理演示裝置底部結(jié)構(gòu)所做的立體圖；

圖3是虹吸原理演示裝置的爆炸圖；

圖4是管件接頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是實(shí)施例1中消渦組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是實(shí)施例2中消渦組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是實(shí)施例2中消渦組件底部的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、演示平臺(tái)；10、輸水槽；11、出水槽；12、擋板；2、管件接頭；20、插管；21、壓環(huán)；22、凸臺(tái)；3、虹吸管；30、進(jìn)水段；31、出水段；32、演示段；4、消渦組件；40、壓板；41、進(jìn)水孔；42、隔板；43、封板；44、連接柱；45、導(dǎo)流板；5、補(bǔ)水組件；50、補(bǔ)水槽；51、補(bǔ)水管；52、補(bǔ)水泵；6、輸水管件；60、輸水管；61、輸水泵。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例1：一種虹吸原理演示裝置，參見圖1，包括槽狀的演示平臺(tái)1。在演示平臺(tái)1內(nèi)設(shè)置有一塊擋板12，擋板12將演示平臺(tái)1分隔成一個(gè)輸水槽10和一個(gè)出水槽11，其中輸水槽10底面的高度高于出水槽11底面的高度。

結(jié)合圖2，虹吸原理演示裝置還包括虹吸管3。虹吸管3包括進(jìn)水段30、出水段31以及演示段32。進(jìn)水段30呈u形且位于演示平臺(tái)1下方，其一端連通輸水槽10且另一端連通出水槽11。出水段31呈u形且位于演示平臺(tái)1下方，其兩端均連通出水槽11。演示段32呈u形且位于演示平臺(tái)1上方，其兩端分別連通進(jìn)水段30的一端和出水段31的一端。

在輸水槽10中充水時(shí)，輸水槽10中的水相對(duì)出水槽11存在位能，當(dāng)虹吸管3中形成負(fù)壓，輸水槽10中的水就會(huì)通過進(jìn)水段30的一端進(jìn)入，并經(jīng)過演示段32、出水段31排入出水槽11中。

在演示平臺(tái)1下方設(shè)置有輸水管件6，輸水管件6能為虹吸管3形成負(fù)壓環(huán)境。其中輸水管件6包括連通進(jìn)水段30的輸水管60以及連通輸水管60的輸水泵61。當(dāng)輸水泵61工作時(shí)，輸水管6開始供水，水流通過進(jìn)水段30進(jìn)入演示段32，再從演示段32進(jìn)入出水段31，并最終排出。在這個(gè)過程中，虹吸管3內(nèi)的氣體被水?dāng)D壓出來，虹吸管3內(nèi)形成負(fù)壓環(huán)境，進(jìn)而輸水槽10中的水能在位能作用下通過虹吸管3排入出水槽11中。演示段32由透明塑料制成，學(xué)生可以通過演示段32以及出水槽11內(nèi)的出水情況清晰的觀察、體悟虹吸原理。

相比燒杯、軟管的結(jié)構(gòu)，由輸水管件6為虹吸管3提供負(fù)壓環(huán)境，虹吸管3也可以做的較大，進(jìn)而演示平臺(tái)1、虹吸管3的體積也更大，學(xué)生可以圍繞演示平臺(tái)1進(jìn)行觀察，觀察較為清晰，參與性較好；同時(shí)無需口部接觸虹吸管3，使用也較為衛(wèi)生。

為了方便為輸水槽10補(bǔ)水，在演示平臺(tái)1下方設(shè)置有補(bǔ)水組件5。補(bǔ)水組件5包括補(bǔ)水槽50、補(bǔ)水管51以及補(bǔ)水泵52。補(bǔ)水槽50設(shè)置在出水槽11中，由擋板12在出水槽11中分隔形成。補(bǔ)水管51一端連通補(bǔ)水槽50，另一端連通輸水槽10，補(bǔ)水泵52連接在補(bǔ)水管51上。補(bǔ)水泵52工作時(shí)，補(bǔ)水槽50中的水可以被及時(shí)的送入輸水槽10中。補(bǔ)水槽50中擋板12的高度低于出水槽11周圍圍板的高度，當(dāng)出水槽11中水位較高時(shí)，可以繞過擋板12流入補(bǔ)水槽50中。演示平臺(tái)1上設(shè)置有兩組補(bǔ)水組件5，兩個(gè)補(bǔ)水槽50對(duì)稱設(shè)置。

參見圖3，進(jìn)水段30、出水段31、演示段32均通過管件接頭2與演示平臺(tái)1連接。結(jié)合圖4，管件接頭2包括插管20和壓環(huán)21兩部分。插管20呈管狀，壓環(huán)21呈環(huán)狀且一體連接在插管20上端，插管20的管口內(nèi)徑小于壓環(huán)21中心孔的內(nèi)徑，這樣插管20在壓環(huán)21內(nèi)形成了環(huán)形凸臺(tái)22。

在演示平臺(tái)1上對(duì)應(yīng)位置處開設(shè)有通孔，安裝時(shí)，插管20插入通孔中，壓環(huán)21搭放在通孔上，插管20和通孔緊配合。演示段32與管件接頭2安裝時(shí)，其兩端插入壓環(huán)21的內(nèi)圈中且端部抵觸環(huán)形凸臺(tái)22，壓環(huán)21與演示段32緊配合。進(jìn)水段30、出水段31與管件接頭2連接時(shí)，管口端部過盈套設(shè)于插管20上，且管口端面貼合壓環(huán)21端面。演示平臺(tái)1、進(jìn)水段30、出水段31、演示段32、管件接頭2均使用塑料制成，這樣可以實(shí)現(xiàn)熱熔連接，密封和防水效果更好。

因?yàn)樵趯?shí)際使用中，水流在從進(jìn)水段30進(jìn)入時(shí)容易形成渦流，帶入氣體，造成虹吸管3內(nèi)的負(fù)壓環(huán)境的破壞，所以在進(jìn)水段30的進(jìn)口處設(shè)置消渦組件4。結(jié)合圖5，消渦組件4包括壓板40、進(jìn)水孔41以及隔板42。壓板40一共有兩塊且上下對(duì)稱設(shè)置，在壓板40的中部開設(shè)有貫通的進(jìn)水孔41。隔板42共有多個(gè)，且等間隔排布在兩塊壓板40之間，兩塊壓板40之間形成的夾角相等。

消渦組件4安裝時(shí)放置在輸水槽10的底部，輸水槽10的底部保持水平，進(jìn)水孔41與管件接頭2的壓環(huán)21開孔連通。輸水槽10中充水時(shí)，水的高度不宜高于最上層壓板40的高度。這樣輸水槽10中的水會(huì)均勻的從隔板42之間的間隔進(jìn)入，然后再通過進(jìn)水孔41進(jìn)水進(jìn)水段30中。因?yàn)樗谶M(jìn)入的過程中受到了隔板42的分流作用，所以相互之間不會(huì)形成渦流。

實(shí)施例2：本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，參見圖6、圖7，消渦組件4包括壓板40、隔板42、封板43、連接柱44以及導(dǎo)流板45。封板43呈圓形且和壓板40相對(duì)設(shè)置，在壓板40的中部開設(shè)有進(jìn)水孔41。隔板42共有多個(gè)且等間隔設(shè)置在封板43和壓板40之間，相鄰兩塊隔板42之間形成的夾角相等。隔板42的一端與壓板40的外圈相切，且另一端與進(jìn)水孔41的內(nèi)圈相切。連接柱44垂直固定連接在封板43的中部且向壓板延伸，連接柱44端部與壓板40的底部平齊。導(dǎo)流板45的數(shù)量與隔板42的數(shù)量相等，導(dǎo)流板45的一端固定連接連接柱44且另一端固定連接隔板42。導(dǎo)流板45的截面從連接柱44的方向向隔板42的方向逐漸增大，導(dǎo)流板45大端的寬度等于隔板42的寬度。

消渦組件4安裝時(shí)，封板43位于上方，壓板40放置在輸水槽10槽底上，輸水槽10的底部保持水平，進(jìn)水孔41與管件接頭2的壓環(huán)21開孔連通。

相比實(shí)施例1，消渦組件4使用時(shí)，水流從隔板42處形成分流，同時(shí)沿著導(dǎo)流板45和連接柱44形成的流道豎直向下流動(dòng)，水流經(jīng)過導(dǎo)流板45的引導(dǎo)作用后流動(dòng)更為平緩，更不容易形成渦流，進(jìn)而帶入的氣體更少。同時(shí)封板43上不存在開孔，即使輸水槽10中水面的高度高于壓板43的高度，水流也無法不經(jīng)隔板42間隔空間而進(jìn)入進(jìn)水孔41中，進(jìn)而消渦組件4的使用受限條件更少，使用更方便。

本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的解釋，其并不是對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。