[发明专利]虹吸原理演示装置

说明书

技术领域

本发明涉及教学设备，特别涉及一种虹吸原理演示装置。

背景技术

从农田灌溉、水源调配到生活用品，虹吸原理被广泛应用到各行各业中，而且随着科学的发展，虹吸原理的潜在价值也在不断的得到挖掘。

初中物理学课本中，为了普及虹吸原理，记载有相关信息。结合实验，老师会以盛水烧杯以及软管来演示这一原理。实验时，首先将软管一端伸入烧杯底部，将另一端放至低于烧杯底部的位置处，然后通过口部吸取软管较低一端，为软管内制造负压，这样烧杯中的水会在水位差的位能作用下不断从软管中排出。

这种演示方法简单，但是还存在问题，首先是烧杯和软管的体积限于使用条件不易过大，后排同学因为距离较远观察不够清晰，参与感较差，教学效果不好；其次用口部吸取软管中的空气不够卫生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种虹吸原理演示装置，能够清晰、卫生的为观察者演示虹吸原理。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种虹吸原理演示装置，包括槽状的演示平台，演示平台内设置有一块挡板将其分隔形成一个输水槽和一个出水槽，输水槽底面的高度高于出水槽底面的高度，还包括虹吸管，虹吸管包括进水段、出水段以及演示段，进水段呈U形且位于演示平台下方，进水段一端连通输水槽且另一端连通出水槽，出水段呈U形且位于演示平台下方，出水段的两端均连通出水槽，演示段呈U形且位于演示平台上方，演示段的两端分别连通进水段的一端和出水段的一端，在演示平台的下方设置有输水管件，输水管件包括连通进水段的输水管以及连通输水管的输水泵。

通过采用上述技术方案，当输水泵工作时，输水管开始供水，水流通过进水段进入演示段，再从演示段进入出水段，并最终排出。在这个过程中，虹吸管内的气体被水挤压出来，虹吸管内形成负压环境，进而输水槽中的水能在位能作用下通过虹吸管排入出水槽中。演示段由透明塑料制成，学生可以通过演示段以及出水槽内的出水情况清晰的观察、体悟虹吸原理。

相比烧杯、软管的结构，由输水管件为虹吸管提供负压环境，虹吸管也可以做的较大，进而演示平台、虹吸管的体积也更大，学生可以围绕演示平台进行观察，观察较为清晰，参与性较好；同时无需口部接触虹吸管，使用也较为卫生。

本发明进一步设置为：所述虹吸原理演示装置包括消涡组件。

通过采用上述技术方案，在实际使用中，水流在从进水段进入时容易形成涡流，带入气体，时间较长时容易造成虹吸管内的负压环境的破坏。

本发明进一步设置为：所述消涡组件包括压板、进水孔以及隔板，压板一共有两块且上下对称设置，在压板的中部开设有贯通的进水孔，隔板共有多个，且等间隔排布在两块压板之间，两块压板之间形成的夹角相等，消涡组件安置在输水槽底部，输水槽的底部保持水平，进水孔与管件接头的压环开孔连通。

通过采用上述技术方案，输水槽中的水会均匀的从隔板之间的间隔进入，然后再通过进水孔进水进水段中。因为水在进入的过程中受到了隔板的分流作用，所以相互之间不会形成涡流。

本发明进一步设置为：消涡组件包括压板、隔板、封板、连接柱以及导流板，封板和压板相对设置，在压板的中部开设有进水孔，隔板共有多个且等间隔设置在封板和压板之间，相邻两块隔板之间形成的夹角相等，连接柱垂直固定连接在封板的中部且向压板延伸，导流板的数量与隔板的数量相等，导流板的一端固定连接连接柱且另一端固定连接隔板，封板位于上方，压板安置在输水槽底部，输水槽的底部保持水平，进水孔与管件接头的压环开孔连通。

通过采用上述技术方案，水流从隔板处形成分流，同时沿着导流板和连接柱形成的流道竖直向下流动，水流经过导流板的引导作用后流动更为平缓，更不容易形成涡流，进而带入的气体更少。同时封板上不存在开孔，即使输水槽中水面的高度高于压板的高度，水流也无法不经隔板间隔空间而进入进水孔中，进而消涡组件的使用受限条件更少，使用更方便。

本发明进一步设置为：所述导流板的截面从连接柱的方向向隔板的方向逐渐增大，导流板大端的宽度等于隔板的宽度。

通过采用上述技术方案，导流板对水流的减缓作用更好。

本发明进一步设置为：所述进水段、出水段、演示段均通过管件接头与演示平台连接，管件接头包括插管和压环两部分，插管呈管状，压环呈环状且一体连接在插管上端，插管的管口内径小于压环中心孔的内径，插管在压环内形成了环形凸台。

通过采用上述技术方案，这样使得进水段、出水段、演示段和演示平台的连接更为方便。