CN104485040A - 一种节能型气压自由振荡管 - Google Patents

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Abstract

一种节能型气压自由振荡管，包括有U型振荡管和用于支撑固定U型振荡管的支撑台，U型振荡管的两个端口固定在支撑台的上部，且U型振荡管的两个端口均为非封闭的开口结构，其中的一个端口上方设置有用于关闭或打开端口的活塞和用于驱动活塞上下移动的气缸，设置有活塞的端口的管壁上开有进气口，进气口通过管路连接气泵的出气口，气泵的出气口还通过气路连接三通阀的进气口，三通阀的一个气口通过管路连接气缸的一个气口，三通阀的另一个气口通过管路连接气缸的另一个气口。本发明提供一种高效、可靠的动力技术，产生的振荡流处于自由振荡状态，不需要持续提供动力条件，符合经济、环保的要求，可应用于实际生产生活中。

Description

一种节能型气压自由振荡管
技术领域
本发明涉及一种流体力学模型。特别是涉及一种用于物理学科的压强原理实验的节能型气压自由振荡管。
背景技术
使用活塞等介质推动静止流体，从而产生振荡流的方法是流体力学试验的重要技术手段，在水动力学研究中至关重要。U型管作为一种常用的实验仪器，一般为U型的透明玻璃管或者塑料管，可以盛装液体或固体，在物理实验和化学实验中都有广泛的应用，例如测量液体密度、做振荡流实验、制成压力计等。U型振荡管应用连通器和压强的原理，管内液体在外部压力的作用下形成振荡流。U型振荡管具有节约、环保、实验误差小等多种优点，近年来随着动力设备和计算机技术的进步，正在不断发展。
受动力形成条件限制，目前主流的U型振荡管仍然使用活塞、气缸、造波机等设备持续提供动力条件，然而，这种情况下，胁迫振荡需要持续输入动力，既不够环保也不够经济，为推广应用带来了困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够优化目前实验室内为振荡流提供动力的条件，具有高效、可靠的动力技术，为流体力学实验符合经济、环保条件提供技术支持的节能型气压自由振荡管。
本发明所采用的技术方案是：一种节能型气压自由振荡管，包括有U型振荡管和用于支撑固定U型振荡管的支撑台，所述U型振荡管的两个端口固定在所述支撑台的上部，且所述U型振荡管的两个端口均为非封闭的开口结构，其中的一个端口上方设置有用于关闭或打开所述端口的活塞和用于驱动所述活塞上下移动的气缸，所述的设置有活塞的端口的管壁上开有进气口，所述的进气口通过管路连接气泵的出气口，所述气泵的出气口还通过气路连接三通阀的进气口，所述三通阀的一个气口通过管路连接气缸的一个气口，所述三通阀的另一个气口通过管路连接气缸的另一个气口。
所述U型振荡管的与活塞相对应的端口处固定设置有支架，所述气缸固定设置在支架的上端，气缸通过活塞杆连接位于支架内侧的活塞。
所述的三通阀固定设置在所述支撑台中部的横梁上。
所述U型振荡管的与活塞相对应的端口上还设置有橡胶密封圈。
本发明的一种节能型气压自由振荡管，提供一种高效、可靠的动力技术，产生的振荡流处于自由振荡状态，不需要持续提供动力条件，符合经济、环保的要求，可应用于实际生产生活中。
附图说明
图1是是本发明的整体结构示意图。
图中
1：U型振荡管                      2：支撑台
3：橡胶密封圈                     4：活塞
5：气缸                           6：三通阀
7：气泵                           8：进气口
9：支架                           10：塞杆
11：横梁
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的一种节能型气压自由振荡管做出详细说明。
本发明的一种节能型气压自由振荡管，采用电动充气技术，用气泵将气体打入灌有水柱的U型振荡管的一端，在充气的同时，向连接活塞的气缸打气，使活塞下移，堵住出气口。充气完成后，对气缸反向打气，使活塞上移，放气，U型振荡管内的液体就开始自由振荡。
如图1所示，本发明的一种节能型气压自由振荡管，包括有U型振荡管1和用于支撑固定U型振荡管1的支撑台2，所述U型振荡管1的两个端口固定在所述支撑台2的上部，且所述U型振荡管1的两个端口均为非封闭的开口结构，其中的一个端口上方设置有用于关闭或打开所述端口的活塞4和用于驱动所述活塞4上下移动的气缸5，这里，所述的活塞4相当于U型振荡管1该端口的端盖。所述U型振荡管1的与活塞4相对应的端口上还设置有橡胶密封圈3。所述U型振荡管1的与活塞4相对应的端口处固定设置有支架9，所述气缸5固定设置在支架9的上端，气缸5通过活塞杆10连接位于支架9内侧的活塞4，从而在气泵7的作用下驱动活塞4关闭或打开U型振荡管1的这个端口。
所述的设置有活塞4的端口的管壁上开有进气口8，所述的进气口8通过管路连接气泵7的出气口，所述气泵7的出气口还通过气路连接三通阀6的进气口，所述三通阀6的一个气口通过管路连接气缸5的一个气口，所述三通阀6的另一个气口通过管路连接气缸5的另一个气口。所述的三通阀6固定设置在所述支撑台2中部的横梁11上。
本发明的一种节能型气压自由振荡管的工作原理如下：
首先向U型振荡管1中加水至适当高度；关闭气泵7的出气口，启动气泵7，等待气泵7内形成一定的气压；调整三通阀6，使三通阀6左侧的通气口不进气，打开气泵7的出气口，这时与气泵7的出气口相连通的U型振荡管1的进气口8和三通阀6的进气口同时进气。这时三通阀6中部的气口向气缸5进气，活塞4在气缸5的驱动下向下移动，对U型振荡管1而言，活塞4下移压住所对应的U型振荡管1右侧的开口端的橡胶密封圈形成密封，使U型振荡管1右端管内的水体在气压作用下，液面下降，左侧水体液面上升，形成液面差；U型振荡管1内液面差达到需要的高度后，关闭气泵出气口，液面差短时间内保持不变；再调整三通阀6，使三通阀6中间的气口不进气，同时打开气泵7的出气口，则气缸5内的气体向与前面所述相反的方向流动，使活塞4自动弹起，U型振荡管1右侧的开口端迅速放气，U型振荡管1内液体自由振荡。

Claims (4)

1.一种节能型气压自由振荡管，包括有U型振荡管(1)和用于支撑固定U型振荡管(1)的支撑台(2)，其特征在于，所述U型振荡管(1)的两个端口固定在所述支撑台(2)的上部，且所述U型振荡管(1)的两个端口均为非封闭的开口结构，其中的一个端口上方设置有用于关闭或打开所述端口的活塞(4)和用于驱动所述活塞(4)上下移动的气缸(5)，所述的设置有活塞(4)的端口的管壁上开有进气口(8)，所述的进气口(8)通过管路连接气泵(7)的出气口，所述气泵(7)的出气口还通过气路连接三通阀(6)的进气口，所述三通阀(6)的一个气口通过管路连接气缸(5)的一个气口，所述三通阀(6)的另一个气口通过管路连接气缸(5)的另一个气口。
2.根据权利要求1所述的一种节能型气压自由振荡管，其特征在于，所述U型振荡管(1)的与活塞(4)相对应的端口处固定设置有支架(9)，所述气缸(5)固定设置在支架(9)的上端，气缸(5)通过活塞杆(10)连接位于支架(9)内侧的活塞(4)。
3.根据权利要求1所述的一种节能型气压自由振荡管，其特征在于，所述的三通阀(6)固定设置在所述支撑台(2)中部的横梁(11)上。
4.根据权利要求1所述的一种节能型气压自由振荡管，其特征在于，所述U型振荡管(1)的与活塞(4)相对应的端口上还设置有橡胶密封圈(3)。
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