[發明專利]虹吸原理演示裝置

在審

• 申請號: 201710410558.0
• 申請日: 2017-06-03
• 公開（公告）號: CN106991882A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 黃金池;鄭輝;王鵬
• 申請（專利權）人: 北京黃金池科技有限公司
• 主分類號: G09B23/12
• 分類號: G09B23/12
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司11508
• 代理人: 鄭興旺

技術領域

本發明涉及教學設備，特別涉及一種虹吸原理演示裝置。

背景技術

從農田灌溉、水源調配到生活用品，虹吸原理被廣泛應用到各行各業中，而且隨著科學的發展，虹吸原理的潛在價值也在不斷的得到挖掘。

初中物理學課本中，為了普及虹吸原理，記載有相關信息。結合實驗，老師會以盛水燒杯以及軟管來演示這一原理。實驗時，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，為軟管內制造負壓，這樣燒杯中的水會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，后排同學因為距離較遠觀察不夠清晰，參與感較差，教學效果不好；其次用口部吸取軟管中的空氣不夠衛生。

發明內容

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

本發明的上述目的是通過以下技術方案得以實現的：一種虹吸原理演示裝置，包括槽狀的演示平臺，演示平臺內設置有一塊擋板將其分隔形成一個輸水槽和一個出水槽，輸水槽底面的高度高于出水槽底面的高度，還包括虹吸管，虹吸管包括進水段、出水段以及演示段，進水段呈U形且位于演示平臺下方，進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形且位于演示平臺上方，演示段的兩端分別連通進水段的一端和出水段的一端，在演示平臺的下方設置有輸水管件，輸水管件包括連通進水段的輸水管以及連通輸水管的輸水泵。

通過采用上述技術方案，當輸水泵工作時，輸水管開始供水，水流通過進水段進入演示段，再從演示段進入出水段，并最終排出。在這個過程中，虹吸管內的氣體被水擠壓出來，虹吸管內形成負壓環境，進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，學生可以通過演示段以及出水槽內的出水情況清晰的觀察、體悟虹吸原理。

相比燒杯、軟管的結構，由輸水管件為虹吸管提供負壓環境，虹吸管也可以做的較大，進而演示平臺、虹吸管的體積也更大，學生可以圍繞演示平臺進行觀察，觀察較為清晰，參與性較好；同時無需口部接觸虹吸管，使用也較為衛生。

本發明進一步設置為：所述虹吸原理演示裝置包括消渦組件。

通過采用上述技術方案，在實際使用中，水流在從進水段進入時容易形成渦流，帶入氣體，時間較長時容易造成虹吸管內的負壓環境的破壞。

本發明進一步設置為：所述消渦組件包括壓板、進水孔以及隔板，壓板一共有兩塊且上下對稱設置，在壓板的中部開設有貫通的進水孔，隔板共有多個，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，進水孔與管件接頭的壓環開孔連通。

通過采用上述技術方案，輸水槽中的水會均勻的從隔板之間的間隔進入，然后再通過進水孔進水進水段中。因為水在進入的過程中受到了隔板的分流作用，所以相互之間不會形成渦流。

本發明進一步設置為：消渦組件包括壓板、隔板、封板、連接柱以及導流板，封板和壓板相對設置，在壓板的中部開設有進水孔，隔板共有多個且等間隔設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，導流板的數量與隔板的數量相等，導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，進水孔與管件接頭的壓環開孔連通。

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

本發明進一步設置為：所述導流板的截面從連接柱的方向向隔板的方向逐漸增大，導流板大端的寬度等于隔板的寬度。

通過采用上述技術方案，導流板對水流的減緩作用更好。

本發明進一步設置為：所述進水段、出水段、演示段均通過管件接頭與演示平臺連接，管件接頭包括插管和壓環兩部分，插管呈管狀，壓環呈環狀且一體連接在插管上端，插管的管口內徑小于壓環中心孔的內徑，插管在壓環內形成了環形凸臺。

通過采用上述技術方案，這樣使得進水段、出水段、演示段和演示平臺的連接更為方便。