專利名稱:不平衡圓環(huán)管的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及一種不平衡圓環(huán)管,其包括一個圓環(huán)管和管內的液體和 固體的分布。
背景技術:
在自然界中,人們經(jīng)常會觀察到許多平衡的分布結構,而力的平衡和力 矩的平衡也廣泛被人們應用于日常生活和科學實踐中,在一個垂直平面的圓 環(huán)管內充入一定量的液體,液體將形成壓強平衡的分布,這是一種力的平衡, 同時,以圓環(huán)管上的任何一個點為支撐點,圓環(huán)管總能形成力矩平衡的分布 狀態(tài)。
實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題在于提供一種圓環(huán)管內的分布結構,在達 到力的平衡時,以圓環(huán)管圓心為支撐點時,形成一個無法消除的力矩差。
本實用新型解決其技術問題的技術方案是 一個不平衡圓環(huán)管,由軸心、 圓盤、圓環(huán)管組成;圓柱形軸心固定在一個垂直平面上, 一個均勻的圓盤套
于軸心上,圓盤以軸心為圓心并可繞軸心轉動, 一個均勻的圓環(huán)管固定于圓
盤的外環(huán)上;圓環(huán)管最內環(huán)的半徑為X,而圓環(huán)管最外環(huán)半徑為Y,且滿足Y >》X;在圓環(huán)管內,充入一定量的同種液體,液體不充滿圓環(huán)管, 一個圓柱 形固體也放入圓環(huán)管中,固體的比重小于液體的比重,液體的液位不低于圓 環(huán)管的最內環(huán)的最高點,即液體液位不低于圓心之上且距圓心距離為X的水 平面的位置,固體分布于圓環(huán)管的一側,下部在液體中,上部位于液體液位 之上,且固體在圓環(huán)管內呈上部向外的傾斜分布狀態(tài)。固體可以是一個長為L直徑為D且滿足下列條件的均勻圓柱體L>D; L>X;L2+D2〉X2+Y2-2]^Y2-x5; L2+4(D+X)2<4Y2。前三個條件是為了保證固體 在圓環(huán)管內的分布狀態(tài)的穩(wěn)定,后一個條件是為了保證固體能夠放入圓環(huán)管 中。固體上端與圓環(huán)管最外環(huán)接觸,接觸點位置在液體液位之上,固體下部 與圓環(huán)管最內環(huán)接觸,接觸點位置在圓環(huán)管圓心位置之下。
圓柱形固體的下部還可以與一個圓弧體輔助固體固定于一體,輔助固體 的比重與液體比重相同且全部浸入液體之中,而圓柱體固體與圓環(huán)管不發(fā)生 任何接觸,由輔助固體與圓環(huán)管發(fā)生直接接觸。
圓柱形固體還可以用一個密封的圓柱形容器代替,容器內充有兩種比重 不同的液體,處于下部的液體與圓環(huán)管內的液體相同,處于上部的液體比重 小,而圓環(huán)管內液體的液位在容器內比重小的液體的液位之下,又在容器內 兩種液體分界面之上。
構成了上述分布結構,在圓環(huán)管內將形成壓強平衡和力的平衡,但以軸 心為支撐點,整個圓環(huán)管的力矩不平衡,圓柱體固體所在一側的力矩大于另 一側的力矩,且這個力矩差無法通過圓環(huán)管的自我調整消除。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
圖1是本實用新型第一種實施例垂直面剖視圖。
圖2是圖1沿A-A面的水平面剖視圖。
圖3是本實用新型第二種實施例垂直面剖視圖。
圖4是本實用新型第三種實施例垂直面剖視圖。
在圖中1、軸心;2、圓盤;3、圓環(huán)管;4、液體;5、圓柱形固體;6、圓弧形輔助固體;8、容器內下部液體;9、容器內上部液體具體實施方式
圖1與圖2所示的本實用新型不平衡圓環(huán)管的剖視圖中,圓柱形軸心1 固定于一個垂直平面上,圓盤2于圓心處打孔套于軸心1上并可繞軸心1轉 動;圓環(huán)管3固定于圓盤2的外環(huán)上;圓環(huán)管的最內環(huán)半徑X與最外環(huán)半徑 Y之間滿足Y^^X的要求;在圓環(huán)管3內,充入液體4并把一個滿足條件的 圓柱形固體5放入其中;固體5的比重小于液體4的比重,液體4的液位與 圓環(huán)管3最內環(huán)最高點水平,固體5下部在液體4中,上部在液體4的液位 之上;固體在圓環(huán)管內呈上部向外的傾斜分布,固體上端與圓環(huán)管最外環(huán)的 接觸點在液體4液位之上,而固體5的下部與圓環(huán)管最內環(huán)的接觸點在圓心 位置之下。
圖3是本實用新型不平衡圓環(huán)管第二種實施例,與第一種實施例不同的 是圓柱體固體5下端固定了一個圓弧體固體6,固體6的比重與液體4的比重 相同并全部浸入液體4中,而固體5仍呈上端向外的傾斜分布,但不與圓環(huán) 管3有任何接觸,而是由固體6與圓環(huán)管3發(fā)生接觸。
圖4所示是本實用新型不平衡圓環(huán)管第三種實施例剖視圖。與第一種不 同的是圓柱體固體5內部形成圓柱形容器5,在容器5中,充入兩種液體,液 體8與液體4相同,且分布于容器5的下部;而液體9比重小于液體8的比 重,并分布于容器5的上部;液體4的液位在液體9的液位之下,又在液體8 與液體9的分界面之上。
權利要求1、一種不平衡圓環(huán)管,由軸心(1)、圓盤(2)、圓環(huán)管(3)組成,在圓環(huán)管(3)內充入液體(4)且液體(4)不充滿圓環(huán)管(3),并放入一個圓柱形固體(5),圓環(huán)管(3)的最內環(huán)半徑為X,最外環(huán)半徑為Y,其特征在于固體(5)的比重小于液體(4)的比重;液體(4)液位不低于圓環(huán)管(3)最內環(huán)的最高點;固體(5)下部在液體(4)中,上部在液體(4)的液位之上;固體(5)在圓環(huán)管(3)的一側呈上部向外的傾斜分布,且滿足 id="icf0001" file="Y2009200193930002C1.tif" wi="14" he="6" top= "80" left = "154" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>
2、 根據(jù)權利要求1所述的不平衡圓環(huán)管,其特征在于圓柱形固體(5) 是一個長度L和直徑D滿足下列條件的均勻圓柱體<formula>formula see original document page 2</formula>;固體(5)上端與圓環(huán)管(3)的最外環(huán)的接 觸點位于液體(4)的液位之上,而固體(5)下部與圓環(huán)管(3)的最內環(huán)的接 觸點位于圓心位置之下。
3、 根據(jù)權利要求1所述的不平衡圓環(huán)管,其特征在于;固體(5)下端與 一個圓弧體輔助固體(6)固定于一體,且輔助固體(6)比重與液體(4)比重 相同并全部在液體(4)中,而固體(5)與圓環(huán)管(3)不發(fā)生任何接觸。
4、 根據(jù)權利要求1所述的不平衡圓環(huán)管,其特征在于圓柱形固體(5) 是一個密封的圓柱形容器(5),在容器(5)中,充入兩種液體,液體(8)與 液體(4)相同并分布于容器(5)的下部;液體(9)比重小于液體(8)的比 重并分布于容器(5)的上部;液體(4)的液位在液體(9)的液位之下,又在 液體(8)與液體(9)的分界面之上。
專利摘要本實用新型公開了一種不平衡圓環(huán)管,由軸心(1)、圓盤(2)、圓環(huán)管(3)組成,在圓環(huán)管(3)內充有液體(4)和一個平均比重小于液體(4)比重的圓柱形固體(5);液體(4)的液位不低于圓環(huán)管(3)的最內環(huán)的最高點,固體(5)在圓環(huán)管(3)一側呈上部向外的傾斜分布。以軸心(1)為支撐時,整個圓環(huán)管形成力矩不平衡的分布。
文檔編號F16F15/173GK201344229SQ20092001939
公開日2009年11月11日 申請日期2009年2月23日 優(yōu)先權日2009年2月23日
發(fā)明者陳建東 申請人:陳建東