[發明專利]一種節能型氣壓自由振蕩管

有效

• 申請號: 201410775862.1
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN104485040A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 白玉川;戴霞;徐海玨;涂晶
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G09B23/12
• 分類號: G09B23/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

技術領域

本發明涉及一種流體力學模型。特別是涉及一種用于物理學科的壓強原理實驗的節能型氣壓自由振蕩管。

背景技術

使用活塞等介質推動靜止流體，從而產生振蕩流的方法是流體力學試驗的重要技術手段，在水動力學研究中至關重要。U型管作為一種常用的實驗儀器，一般為U型的透明玻璃管或者塑料管，可以盛裝液體或固體，在物理實驗和化學實驗中都有廣泛的應用，例如測量液體密度、做振蕩流實驗、制成壓力計等。U型振蕩管應用連通器和壓強的原理，管內液體在外部壓力的作用下形成振蕩流。U型振蕩管具有節約、環保、實驗誤差小等多種優點，近年來隨著動力設備和計算機技術的進步，正在不斷發展。

受動力形成條件限制，目前主流的U型振蕩管仍然使用活塞、氣缸、造波機等設備持續提供動力條件，然而，這種情況下，脅迫振蕩需要持續輸入動力，既不夠環保也不夠經濟，為推廣應用帶來了困難。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠優化目前實驗室內為振蕩流提供動力的條件，具有高效、可靠的動力技術，為流體力學實驗符合經濟、環保條件提供技術支持的節能型氣壓自由振蕩管。

本發明所采用的技術方案是：一種節能型氣壓自由振蕩管，包括有U型振蕩管和用于支撐固定U型振蕩管的支撐臺，所述U型振蕩管的兩個端口固定在所述支撐臺的上部，且所述U型振蕩管的兩個端口均為非封閉的開口結構，其中的一個端口上方設置有用于關閉或打開所述端口的活塞和用于驅動所述活塞上下移動的氣缸，所述的設置有活塞的端口的管壁上開有進氣口，所述的進氣口通過管路連接氣泵的出氣口，所述氣泵的出氣口還通過氣路連接三通閥的進氣口，所述三通閥的一個氣口通過管路連接氣缸的一個氣口，所述三通閥的另一個氣口通過管路連接氣缸的另一個氣口。

所述U型振蕩管的與活塞相對應的端口處固定設置有支架，所述氣缸固定設置在支架的上端，氣缸通過活塞桿連接位于支架內側的活塞。

所述的三通閥固定設置在所述支撐臺中部的橫梁上。

所述U型振蕩管的與活塞相對應的端口上還設置有橡膠密封圈。

本發明的一種節能型氣壓自由振蕩管，提供一種高效、可靠的動力技術，產生的振蕩流處于自由振蕩狀態，不需要持續提供動力條件，符合經濟、環保的要求，可應用于實際生產生活中。

附圖說明

圖1是是本發明的整體結構示意圖。

圖中

1：U型振蕩管??????????????????????2：支撐臺

3：橡膠密封圈?????????????????????4：活塞

5：氣缸???????????????????????????6：三通閥

7：氣泵???????????????????????????8：進氣口

9：支架???????????????????????????10：塞桿

11：橫梁

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發明的一種節能型氣壓自由振蕩管做出詳細說明。

本發明的一種節能型氣壓自由振蕩管，采用電動充氣技術，用氣泵將氣體打入灌有水柱的U型振蕩管的一端，在充氣的同時，向連接活塞的氣缸打氣，使活塞下移，堵住出氣口。充氣完成后，對氣缸反向打氣，使活塞上移，放氣，U型振蕩管內的液體就開始自由振蕩。

如圖1所示，本發明的一種節能型氣壓自由振蕩管，包括有U型振蕩管1和用于支撐固定U型振蕩管1的支撐臺2，所述U型振蕩管1的兩個端口固定在所述支撐臺2的上部，且所述U型振蕩管1的兩個端口均為非封閉的開口結構，其中的一個端口上方設置有用于關閉或打開所述端口的活塞4和用于驅動所述活塞4上下移動的氣缸5，這里，所述的活塞4相當于U型振蕩管1該端口的端蓋。所述U型振蕩管1的與活塞4相對應的端口上還設置有橡膠密封圈3。所述U型振蕩管1的與活塞4相對應的端口處固定設置有支架9，所述氣缸5固定設置在支架9的上端，氣缸5通過活塞桿10連接位于支架9內側的活塞4，從而在氣泵7的作用下驅動活塞4關閉或打開U型振蕩管1的這個端口。

所述的設置有活塞4的端口的管壁上開有進氣口8，所述的進氣口8通過管路連接氣泵7的出氣口，所述氣泵7的出氣口還通過氣路連接三通閥6的進氣口，所述三通閥6的一個氣口通過管路連接氣缸5的一個氣口，所述三通閥6的另一個氣口通過管路連接氣缸5的另一個氣口。所述的三通閥6固定設置在所述支撐臺2中部的橫梁11上。

本發明的一種節能型氣壓自由振蕩管的工作原理如下：

首先向U型振蕩管1中加水至適當高度；關閉氣泵7的出氣口，啟動氣泵7，等待氣泵7內形成一定的氣壓；調整三通閥6，使三通閥6左側的通氣口不進氣，打開氣泵7的出氣口，這時與氣泵7的出氣口相連通的U型振蕩管1的進氣口8和三通閥6的進氣口同時進氣。這時三通閥6中部的氣口向氣缸5進氣，活塞4在氣缸5的驅動下向下移動，對U型振蕩管1而言，活塞4下移壓住所對應的U型振蕩管1右側的開口端的橡膠密封圈形成密封，使U型振蕩管1右端管內的水體在氣壓作用下，液面下降，左側水體液面上升，形成液面差；U型振蕩管1內液面差達到需要的高度后，關閉氣泵出氣口，液面差短時間內保持不變；再調整三通閥6，使三通閥6中間的氣口不進氣，同時打開氣泵7的出氣口，則氣缸5內的氣體向與前面所述相反的方向流動，使活塞4自動彈起，U型振蕩管1右側的開口端迅速放氣，U型振蕩管1內液體自由振蕩。