CN110992787A - 流体力学教学演示用的演示阀 - Google Patents

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聂新明
田亚平
张嘉鹭
邵明辉
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Abstract

流体力学教学演示用的演示阀，包含主腔（F‑F）、左腔（F‑Z）、右腔（F‑Y）、左喇叭口（F‑Z1）、右喇叭口（F‑Y1）、右接口（F‑Y2）、左接口（F‑Z2）、阀球（F‑Q）；主腔（F‑F）的左侧与左喇叭口（F‑Z1）的大端相通；主腔（F‑F）的右侧与右喇叭口（F‑Y1）的大端相通；右接口（F‑Y2）与右喇叭口（F‑Y1）的小端相通；左接口（F‑Z2）与左喇叭口（F‑Z1）的小端相通；演示阀（F）的主腔（F‑F）、左腔（F‑Z）、右腔（F‑Y）、左喇叭口（F‑Z1）、右喇叭口（F‑Y1）、右接口（F‑Y2）、左接口（F‑Z2）他们的壁的材料均是透明的，从外部可以观察内部细节。本发明成本低廉、可以提高教学效率。

Description

流体力学教学演示用的演示阀
技术领域
本发明属于流体力学教学领域，具体涉及流体力学教学演示用的演示阀。
背景技术
流体力学的发展对现代工业化的发展有着重要作用，几乎所有重型机械设备都不可避免的需要使用与流体力学的相关科学理论。
单向阀是流体力学器件的重要部件，在自动化系统中单向阀的应用非常广泛，非常重要，有必要作为重点进行讲解。
然而流体力学应用教学相当的枯燥无趣、互动性弱，难以激起学生的兴致，限制了流体力学教学效率的提升。
发明内容
为了克服以上问题，本发明设计了流体力学教学演示用的演示阀，具有如下技术内容。
具体解决方案为：流体力学教学演示用的演示阀，包含主腔F-F、左腔F-Z、右腔F-Y、左喇叭口F-Z1、右喇叭口F-Y1、右接口F-Y2、左接口F-Z2、阀球F-Q；主腔F-F的左侧与左喇叭口F-Z1的大端相通；主腔F-F的右侧与右喇叭口F-Y1的大端相通；右接口F-Y2与右喇叭口F-Y1的小端相通；左接口F-Z2与左喇叭口F-Z1的小端相通；演示阀F的主腔F-F、左腔F-Z、右腔F-Y、左喇叭口F-Z1、右喇叭口F-Y1、右接口F-Y2、左接口F-Z2他们的壁的材料均是透明的，从外部可以观察内部细节；
左喇叭口F-Z1的大端的开口的内直径与右喇叭口F-Y1大端的开口的内直径相等；
左喇叭口F-Z1的小端的开口的内直径与右喇叭口F-Y1小端的开口的内直径相等；
左喇叭口F-Z1的内腔锥度 与右喇叭口F-Y1的内腔锥度相等；
阀球F-Q的外部直径小于左喇叭口F-Z1的大端的开口的内直径；
阀球F-Q的外部直径大于左喇叭口F-Z1的小端的开口的内直径；
阀球F-Q具有铁磁性，能够被外部的磁铁所操纵；
演示阀F还具有限位结构F-T；
演示阀F内：限位结构F-T位于左腔F-Z、右腔F-Y二者的空间路径上，限位结构F-T与主腔F-F腔壁构成两个限位空间，两个限位空间位于限位结构F-T的左右两侧，限位空间的作用是限制阀球F-Q的运动，阀球F-Q在无人为操作的情况下不能翻越限位结构F-T；人为使用磁铁吸引牵动阀球F-Q才可以使阀球F-Q翻越限位结构F-T；
演示阀F内：当阀球F-Q位于限位结构F-T与右喇叭口F-Y1口之间时，流体可从右接口F-Y2向左接口F-Z2流动；
演示阀F内：当阀球F-Q位于限位结构F-T与左喇叭口F-Z1口之间时，流体可从左接口F-Z2向右接口F-Y2流动。
作为优选，所述的演示阀F、右液缸G-Y、左液缸G-Z、右拉手L-Y、左拉手L-Z；右液缸G-Y具有右活塞S-Y；左液缸G-Z具有左活塞S-Z；右拉手L-Y与右液缸G-Y的右活塞S-Y相连；左拉手L-Z与左液缸G-Z的左活塞S-Z相连；
右液缸G-Y与演示阀F的右接口F-Y2相通；左液缸G-Z与演示阀F的左接口F-Z2相通。
作为优选，阀球F-Q的构成材料具有铁。
作为优选，阀球F-Q的构成材料具有钴。
作为优选，阀球F-Q的构成材料具有镍。
作为优选， 演示阀F的阀球F-Q为空心结构。
作为优选，演示阀F的阀球F-Q为多层球，外层为橡胶层F-Q-XJC，内部为铁芯F-Q-TX。
作为优选，演示阀F的阀球F-Q为多层球，外层为橡胶层F-Q-XJC，内部为铁芯F-Q-TX，铁芯F-Q-TX具有空腔T-Q-KX。
本发明的用法如下：
预备：一次教学组织至少一名培训老师和至少3名学员，进行拔河运动；
步骤1、由培训老师挑选一名学员称为左边选手，左边选手手持左拉手L-Z；
步骤2、由培训老师挑选一名学员称为右边选手，右边选手手持右拉手L-Y；
步骤3、由培训老师安排 一名学员作为操作员，操作演示阀F；
步骤4、由培训老师指示 操作员将演示阀F的阀球通过磁铁的磁力牵引驱动，将阀球调整到 限位结构F-T与右喇叭口F-Y1口之间；并要求左边选手、右边选手用力拉扯各自的拉手进行第一次拔河运动；并记录第一次拔河运动的胜负结果。
步骤5、由培训老师指示 操作员将演示阀F的阀球通过磁铁的磁力牵引驱动，将阀球调整到 限位结构F-T与左喇叭口F-Z1口之间；并要求左边选手、右边选手用力拉扯各自的拉手进行第二次拔河运动；并记录第二次拔河运动的胜负结果。
步骤6、布置课堂作业，让学员研究演示阀F的阀球位置对拔河结果的影响，并分析其原因；
步骤7、培训老师讲 演示阀F的阀球位置对拔河结果的影响和原因。
本发明主要通过控制演示阀F的阀球F-Q的位置来切换演示阀F流体单向导通方向；通过感受演示阀导通方形的不同状态下，双方的变化来增加互动率；通过学员的亲身体验来加强教学效果。
有益效果：可以引起被培训学员或在校学习学生的兴趣和思考，加强对流体力学的印象，增加专注度；通过运动的方式进行教学，免除了单向授课的死板氛围，可以活跃气氛；用本发明的设备进行流体力学教学，学生的参与度很高，能够增加学生的专注度，防止学生注意力被无关事项分散，提高了教学效率。本发明成本低廉、可以提高教学效率。
附图说明
图1是本发明的实施例的示意图。
图2是图1中演示阀的结构图。
图3是图1中演示阀的阀球的结构图。
图4是实施例2的演示阀的阀球的结构图。
具体实施例
实施例1
如图1-3所示，寓教于乐的单向阀原理教学演示设备，包含演示阀F、右液缸G-Y、左液缸G-Z、右拉手L-Y、左拉手L-Z；右液缸G-Y具有右活塞S-Y；左液缸G-Z具有左活塞S-Z；右拉手L-Y与右液缸G-Y的右活塞S-Y相连；左拉手L-Z与
左液缸G-Z的左活塞S-Z相连；
演示阀F包含主腔F-F、左腔F-Z、右腔F-Y、左喇叭口F-Z1、右喇叭口F-Y1、右接口F-Y2、左接口F-Z2、阀球F-Q；主腔F-F的左侧与左喇叭口F-Z1的大端相通；主腔F-F的右侧与右喇叭口F-Y1的大端相通；右接口F-Y2与右喇叭口F-Y1的小端相通；左接口F-Z2与左喇叭口F-Z1的小端相通；演示阀F的主腔F-F、左腔F-Z、右腔F-Y、左喇叭口F-Z1、右喇叭口F-Y1、右接口F-Y2、左接口F-Z2他们的壁的材料均是透明的，从外部可以观察内部细节；
左喇叭口F-Z1的大端的开口的内直径与右喇叭口F-Y1大端的开口的内直径相等；
左喇叭口F-Z1的小端的开口的内直径与右喇叭口F-Y1小端的开口的内直径相等；
左喇叭口F-Z1的内腔锥度 与右喇叭口F-Y1的内腔锥度相等；
阀球F-Q的外部直径小于左喇叭口F-Z1的大端的开口的内直径；
阀球F-Q的外部直径大于左喇叭口F-Z1的小端的开口的内直径；
阀球F-Q具有铁磁性，能够被外部的磁铁所操纵；
演示阀F还具有限位结构F-T；
演示阀F内：限位结构F-T位于左腔F-Z、右腔F-Y二者的空间路径上，限位结构F-T与主腔F-F腔壁构成两个限位空间，两个限位空间位于限位结构F-T的左右两侧，限位空间的作用是限制阀球F-Q的运动，阀球F-Q在无人为操作的情况下不能翻越限位结构F-T；人为使用磁铁吸引牵动阀球F-Q才可以使阀球F-Q翻越限位结构F-T；
演示阀F内：当阀球F-Q位于限位结构F-T与右喇叭口F-Y1口之间时，流体可从右接口F-Y2向左接口F-Z2流动；
演示阀F内：当阀球F-Q位于限位结构F-T与左喇叭口F-Z1口之间时，流体可从左接口F-Z2向右接口F-Y2流动；
右液缸G-Y与演示阀F的右接口F-Y2相通；左液缸G-Z与演示阀F的左接口F-Z2相通。
阀球F-Q的构成材料具有铁。
右液缸G-Y、左液缸G-Z是透明的，右液缸G-Y的右活塞S-Y是红色的，左液缸G-Z的左活塞S-Z也是红色的，演示阀F的阀球F-Q是红色的。
限位结构F-T具有空腔，操作者可以利用磁铁操作阀球F-Q停留在限位结构F-T的空腔内部，使得演示阀F失去单向导通功能。
演示阀F的阀球F-Q为多层球，外层为橡胶层F-Q-XJC，内部为铁芯F-Q-TX。
用于教学的使用方法如下：
预备：一次教学组织至少一名培训老师和至少3名学员，进行拔河运动；
步骤1、由培训老师挑选一名学员称为左边选手，左边选手手持左拉手L-Z；
步骤2、由培训老师挑选一名学员称为右边选手，右边选手手持右拉手L-Y；
步骤3、由培训老师安排 一名学员作为操作员，操作演示阀F；
步骤4、由培训老师指示 操作员将演示阀F的阀球通过磁铁的磁力牵引驱动，将阀球调整到 限位结构F-T与右喇叭口F-Y1口之间；并要求左边选手、右边选手用力拉扯各自的拉手进行第一次拔河运动；并记录第一次拔河运动的胜负结果。
步骤5、由培训老师指示 操作员将演示阀F的阀球通过磁铁的磁力牵引驱动，将阀球调整到 限位结构F-T与左喇叭口F-Z1口之间；并要求左边选手、右边选手用力拉扯各自的拉手进行第二次拔河运动；并记录第二次拔河运动的胜负结果。
步骤6、布置课堂作业，让学员研究演示阀F的阀球位置对拔河结果的影响，并分析其原因；
步骤7、培训老师讲 演示阀F的阀球位置对拔河结果的影响和原因。
实施例2
如图4所示，在实施例1的基础上进行改进，演示阀F的阀球F-Q为多层球，外层为橡胶层F-Q-XJC，内部为铁芯F-Q-TX，铁芯F-Q-TX具有空腔T-Q-KX；降低演示阀F单向导通功能的开启压。
实施例3
将实施例所述的寓教于乐的单向阀原理教学演示设备用于商业性培训机构进行教学培训。

Claims (7)

1.流体力学教学演示用的演示阀，其特征在于： 包含主腔（F-F）、左腔（F-Z）、右腔（F-Y）、左喇叭口（F-Z1）、右喇叭口（F-Y1）、右接口（F-Y2）、左接口（F-Z2）、阀球（F-Q）；主腔（F-F）的左侧与左喇叭口（F-Z1）的大端相通；主腔（F-F）的右侧与右喇叭口（F-Y1）的大端相通；右接口（F-Y2）与右喇叭口（F-Y1）的小端相通；左接口（F-Z2）与左喇叭口（F-Z1）的小端相通；演示阀（F）的主腔（F-F）、左腔（F-Z）、右腔（F-Y）、左喇叭口（F-Z1）、右喇叭口（F-Y1）、右接口（F-Y2）、左接口（F-Z2）他们的壁的材料均是透明的，从外部可以观察内部细节；
左喇叭口（F-Z1）的大端的开口的内直径与右喇叭口（F-Y1）大端的开口的内直径相等；
左喇叭口（F-Z1）的小端的开口的内直径与右喇叭口（F-Y1）小端的开口的内直径相等；
左喇叭口（F-Z1）的内腔锥度 与右喇叭口（F-Y1）的内腔锥度相等；
阀球（F-Q）的外部直径小于左喇叭口（F-Z1）的大端的开口的内直径；
阀球（F-Q）的外部直径大于左喇叭口（F-Z1）的小端的开口的内直径；
阀球（F-Q）具有铁磁性，能够被外部的磁铁所操纵；
演示阀（F）还具有限位结构（F-T）；
演示阀（F）内：限位结构（F-T）位于左腔（F-Z）、右腔（F-Y）二者的空间路径上，限位结构（F-T）与主腔（F-F）腔壁构成两个限位空间，两个限位空间位于限位结构（F-T）的左右两侧，限位空间的作用是限制阀球（F-Q）的运动，阀球（F-Q）在无人为操作的情况下不能翻越限位结构（F-T）；人为使用磁铁吸引牵动阀球（F-Q）才可以使阀球（F-Q）翻越限位结构（F-T）；
演示阀（F）内：当阀球（F-Q）位于限位结构（F-T）与右喇叭口（F-Y1）口之间时，流体可从右接口（F-Y2）向左接口（F-Z2）流动；
演示阀（F）内：当阀球（F-Q）位于限位结构（F-T）与左喇叭口（F-Z1）口之间时，流体可从左接口（F-Z2）向右接口（F-Y2）流动。
2.如权利要求1所述的流体力学教学演示用的演示阀，其特征在于：阀球（F-Q）的构成材料具有铁。
3.如权利要求1所述的流体力学教学演示用的演示阀，其特征在于：阀球（F-Q）的构成材料具有钴。
4.如权利要求1所述的流体力学教学演示用的演示阀，其特征在于：阀球（F-Q）的构成材料具有镍。
5. 如权利要求1所述的流体力学教学演示用的演示阀，其特征在于： 演示阀（F）的阀球（F-Q）为空心结构。
6.如权利要求1所述的流体力学教学演示用的演示阀，其特征在于： 演示阀（F）的阀球（F-Q）为多层球，外层为橡胶层（F-Q-XJC），内部为铁芯（F-Q-TX）。
7.如权利要求1所述的流体力学教学演示用的演示阀，其特征在于： 演示阀（F）的阀球（F-Q）为多层球，外层为橡胶层（F-Q-XJC），内部为铁芯（F-Q-TX），铁芯（F-Q-TX）具有空腔（T-Q-KX）。
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