CN115100929A - 一种物理实验的空气膨胀教学演示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物理实验的空气膨胀教学演示设备，包括底座，底座上活动安装有驱动机构，驱动机构包括转动安装在底座上的驱动轴，驱动轴上活动套接有支撑组件，调节机构，设于驱动机构的一侧，调节机构包括安装盘，安装盘上设置有多个存储组件，安装盘的中央处转动连接有转盘，演示机构，通过支撑组件活动安装在驱动机构的上方。本发明中设置多个存储组件，作为热胀冷缩实验的测试介质，通过安装盘、转盘、驱动轴和驱动筒的配合使用，一方面可以清楚地了解气体发生热胀冷缩的过程，有助于学员理解，另一方面采用不同的气体，在受热膨胀后的，体积变化是不同的，有利于培养学员的学习兴趣，以及举一反三的学习态度和思维。

Description

一种物理实验的空气膨胀教学演示设备

技术领域

本发明涉及物理教具技术领域，具体为一种物理实验的空气膨胀教学演示设备。

背景技术

热胀冷缩是指物体受热时会膨胀，遇冷时会收缩的特性。由于物体内的粒子（原子）运动会随温度改变，当温度上升时，粒子的振动幅度加大，令物体膨胀；但当温度下降时，粒子的振动幅度便会减少，使物体收缩。

目前教学所用的一些空气热胀冷缩的实验设备，大多很简陋，通常是将含有水柱的连接管密封安装在烧杯上，然后通过酒精灯对烧杯底部进行加热，此种做法在对烧杯进行加热时，由于烧杯的质量良莠不齐，容易造成烧杯炸裂，而对于学员和教学人员而言，存在一定的安全隐患，另一方面由于实验大多露天进行的，直接对烧杯加热，使得空气膨胀的不会很明显，导致连接管内部的水柱高度变化很轻微，导致实验结果不明显，不利于教学。

为此，提出一种物理实验的空气膨胀教学演示设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物理实验的空气膨胀教学演示设备，以解决上述背景技术中提出的对烧杯进行加热时，由于烧杯的质量良莠不齐，容易造成烧杯炸裂，而对于学员和教学人员而言，存在一定的安全隐患，直接对烧杯加热，空气膨胀的不会很明显，不利于教学的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种物理实验的空气膨胀教学演示设备，包括：底座，所述底座上活动安装有驱动机构，所述驱动机构包括转动安装在底座上的驱动轴，所述驱动轴上活动套接有支撑组件；

调节机构，设于驱动机构的一侧，且活动安装在底座上，所述调节机构包括安装盘，所述安装盘上设置有多个存储组件，所述安装盘的中央处转动连接有转盘，所述转盘一侧对应驱动轴的位置处转动安装有驱动筒，且驱动筒活动套接在驱动轴外侧；

演示机构，通过支撑组件活动安装在驱动机构的上方，并用于配合多个存储组件进行教学演示，所述演示机构包括加热筒，所述加热筒的一侧转动安装有对接管，所述对接管一侧固定安装有向上折弯设置的演示管，所述演示管顶部固定安装有气球。

优选的，所述转盘的一侧设置有限位杆，且限位杆底部延伸至底座上的滑动槽内部，所述限位杆一侧固定连接有方杆，所述方杆一侧设置有与转盘转动连接的活动盘，所述转盘和活动盘上均开设有与方杆相适配的镂空槽，所述活动盘和限位杆之间设置有复位弹簧，所述复位弹簧套接在方杆上，且复位弹簧两端分别于限位杆和活动盘固定连接。

优选的，所述支撑组件包括活动套接在驱动轴上的支撑环，所述支撑环上开设有多个穿槽，所述支撑环顶部固定连接支撑部件，所述支撑部件包括与加热筒贴合设置的第一管片和与对接管贴合设置的第二管片。

优选的，所述驱动轴的一端设置有驱动电机，并与驱动电机的输出端固定连接，所述驱动轴的另一端固定连接有推杆，所述驱动轴上固定设置有多个限位凸部，所述驱动筒的内壁上开设有螺旋槽，且限位凸部嵌入螺旋槽内部，所述驱动筒的两端分别固定连接有限位柱和驱动齿轮。

优选的，多个所述存储组件等距均匀的设置，所述存储组件包括用于存储演示气体，且与加热筒相适配的存气筒，所述存气筒一侧固定连接有相互连通的连接筒，且连接筒与对接管相适配，所述连接筒一侧固定连接有对接头，所述连接筒内部活动设置有第一活塞。

优选的，所述加热筒内部开设有环状空腔，所述加热筒一侧安装有加热组件，所述加热组件包括设置有环状空腔内部的加热棒，所述加热棒一侧贯穿环状空腔并延伸至加热筒一侧且与控制面板固定连接，所述加热筒的一侧固定连接有与驱动筒相适配的从动齿轮。

优选的，所述对接管内部固定设置有锁定组件，所述锁定组件包括固定套设在对接管内部的安装环，所述安装环上等距均匀的转动安装有多个弯杆，所述安装环的一侧对应弯杆的位置处固定连接有弧度板，所述弯杆一端通过弯曲弹簧与弧度板固定连接。

优选的，所述演示管的一端固定连接有橡胶环，且橡胶环嵌入对接管的内部。

优选的，所述演示管一侧内部设置有显示组件，所述显示组件包括镂空设置的透气环，所述透气环上方设置有胶塞筒，所述胶塞筒内部设置有显色液。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中调节机构中的安装盘一侧设置多个存储组件，具体的存储组件用于存放不同种类的气体作为，热胀冷缩实验的测试介质，通过安装盘、转盘、驱动轴和驱动筒的配合使用，可以依次调节，将安装盘一侧的多个安装盘对应演示机构设置，之后在配合演示机构进行热胀冷缩演示工作，进而依次对多种测试介质，进行实验，可以更好地提高测试效果，一方面可以通过演示机构，清楚的了解气体发生热胀冷缩的过程，有助于学员理解，另一方面采用不同的气体，在受热膨胀后的，体积变化是不同的，有利于培养学员的学习兴趣，以及举一反三的学习态度和思维。

2、本发明中即通过控制面板控制加热棒来实现对环状空腔内部的导热油进行加热升温，由于在进行演示工作时，导热油升温，热量经加热筒的内部传递给存气筒，形成对存气筒内部的气体进行升温加热，通过导热油对存气筒进行加热，达到了水浴加热的效果，由导热油对存储组件整体形成环状且均匀的加热，一方面使得存储组件内部的气体受热膨胀效果更好，另一方面避免了传统的采用酒精灯加热烧杯，而具有一定安全隐患的问题。

3、本发明中由于采用导热油对存储组件进行加热，并且导热油是设置在加热筒内部的，并且实际中导热油的热量流失程度不快，在后续更换不同的测试介质气体时，可以再次通过加热筒内部的导热油对进行的存储组件进行预热工作，一定程度上提高了热量利用率，提高了能源使用。

4、本发明中在更换不同测试介质气体时，由于连接筒一端固定连接地对接头的直径是先小后大，进而对接头会逐渐地与安装环上的多个弯杆解除，随着直径逐渐变大，进而会推动弯杆发生转动，形成弯杆的一端逐渐上移，弯杆的另一端逐渐下移，弯杆另一端逐渐下移的过程中，与连接筒的外壁逐渐对接，形成对连接筒整体的定位固定，并且对连接筒整体在对接管的内部起到一个支撑效果，保证存储组件整体稳定的安装在加热筒和对接管的内部中，形成与演示机构整体地对装连接效果。

5、本发明中通过加热组件对加热筒内部的导热油进行加热，然后存储组件内部的气体受热膨胀，随着膨胀程度逐渐增大，推动连接筒内部的第一活塞进行横向的移动，过第一活塞活动，挤压连接筒内部的气体，使得连接筒内部的气体挤压演示管内部，随着存储组件内部的气体进入演示管的内部，使得演示管内部的气压增大，进而与外界形成气压差，推动带有显色液的胶塞筒发生上移，具体的本发明中会在演示管的一侧设置刻度线，随着胶塞筒上移，通过刻度线即可了解到存储组件内部气体膨胀后，增大的体积，可以让学生和老师更加直观地看到气体加热后的膨胀。

6、本发明中由于在演示管顶部固定设置有气球，而胶塞筒的设置，使得演示管上端部和气球之间也是处于密封状态的，随着胶塞筒上移，对演示管上端部的气体也形成挤压，使得气体进入气球内部，使得气球逐渐发生膨胀变大，通过气球的变换情况，形成另一种形式的气体受热膨胀后，所带来的直观反应，一定程度上能提高学习的趣味性。

附图说明

图1为本发明的整体结构视图；

图2为本发明整体爆炸图；

图3为本发明的整体的剖视图；

图4为本发明的安装盘的剖视结构示意图；

图5为本发明的转盘的剖视结构示意图；

图6为本发明的演示机构的剖视结构示意图；

图7为本发明的锁定组件的结构示意图；

图8为本发明的支撑组件的结构示意图；

图9为本发明的图3中A处的放大图；

图10为本发明的图3中B处的放大图；

图11为本发明的图6中C处的放大图；

图12为本发明的图6中D处的放大图。

图中：

1、底座；11、滑动槽；

2、驱动机构；21、驱动轴；211、限位凸部；212、推杆；22、支撑组件；221、支撑环；222、穿槽；223、第一管片；224、第二管片；23、驱动电机；

3、调节机构；31、安装盘；32、存储组件；321、存气筒；322、连接筒；323、对接头；324、第一活塞；33、转盘；331、限位杆；332、方杆；333、活动盘；334、复位弹簧；34、驱动筒；341、螺旋槽；342、限位柱；35、驱动齿轮；

4、演示机构；41、加热筒；411、环状空腔；42、加热组件；421、加热棒；422、控制面板；43、对接管；431、安装环；432、弯杆；433、弧度板；434、弯曲弹簧；44、演示管；441、橡胶环；442、透气环；443、胶塞筒；45、气球；46、从动齿轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图12，本发明提供一种物理实验的空气膨胀教学演示设备，包括底座1，底座1上活动安装有驱动机构2，驱动机构2包括转动安装在底座1上的驱动轴21，驱动轴21上活动套接有支撑组件22，调节机构3，设于驱动机构2的一侧，且活动安装在底座1上，调节机构3包括安装盘31，安装盘31上设置有多个存储组件32，安装盘31的中央处转动连接有转盘33，转盘33一侧对应驱动轴21的位置处转动安装有驱动筒34，且驱动筒34活动套接在驱动轴21外侧，演示机构4，通过支撑组件22活动安装在驱动机构2的上方，并用于配合多个存储组件32进行教学演示，演示机构4包括加热筒41，加热筒41的一侧转动安装有对接管43，对接管43一侧固定安装有向上折弯设置的演示管44，演示管44顶部固定安装有气球45。

传统的一些空气热胀冷缩的实验设备，一方面设备简陋，另一方面大多数其他测试介质为自然空气，进而使得测试工作较为单一，本发明调节机构3中的安装盘31一侧设置多个存储组件32，具体的存储组件32用于存放不同种类的气体作为热胀冷缩实验的测试介质。

技术方案中，安装盘31设于驱动机构2的一侧并且活动安装在驱动机构2上的，在实际的使用中由于调节机构3中的驱动筒34是活动套接在驱动轴21上的，并且驱动筒34与转盘33固定连接，而转盘33与安装盘31转动连接，同时安装盘31的底部与底座1滑动连接，进而通过安装盘31、转盘33、驱动轴21和驱动筒34的配合使用，设置调节机构3整体活动安装在底座1上，具体的转盘33是与安装盘31转动连接的，即可以对安装盘31手动进行施力，使得安装盘31在底座1上进行自转，从而可以依次调节，将安装盘31一侧的多个存储组件32对应演示机构4设置，之后在配合演示机构4进行热胀冷缩演示工作。

具体的测试介质的气体可为，自然空气、二氧化碳和各种惰性气体等，进而依次对多种测试介质，进行实验，可以更好地提高测试效果，一方面可以通过演示机构4，清楚的了解气体发生热胀冷缩的过程，有助于学员理解，另一方面采用不同的气体，在受热膨胀后的，体积变化是不同的，有利于培养学员的学习兴趣，以及举一反三的学习态度和思维。

作为本发明的一种实施例，如图3和图10所示，转盘33的一侧设置有限位杆331，且限位杆331底部延伸至底座滑动槽11内部，限位杆331一侧固定连接有方杆332，方杆332一侧设置有与转盘33转动连接的活动盘333，转盘33和活动盘333上均开设有与方杆332相适配的镂空槽，活动盘333和限位杆331之间设置有复位弹簧334，复位弹簧334套接在方杆332上，且复位弹簧334两端分别于限位杆331和活动盘333固定连接。

工作时，由于在转盘33的一侧设置的限位杆331是延伸至底座1内部，且与底座1滑动连接，当方杆332嵌入活动盘333和转盘33内部时，通过限位杆331和方杆332对转盘33形成限位，进而限位杆331的设置，使得安装盘31无法发生转动，即安装盘31可以发生横向的位移。当方杆332不嵌入活动盘333和转盘33内部时，转盘33整体不受限位杆331的限位，使得转盘33可以相对于安装盘31发生自转的运动，限位杆331的设置，是选择性对转盘33进行限位，以便后续配合驱动轴21进行运动。

作为本发明的一种实施例，如图2、图3和图8所示，支撑组件22包括活动套接在驱动轴21上的支撑环221，支撑环221上开设有多个穿槽222，支撑环221顶部固定连接支撑部件，支撑部件包括与加热筒41贴合设置的第一管片223和与对接管43贴合设置的第二管片224。

工作时，支撑组件22是活动套接在驱动轴21上的，并且在支撑组件22的顶部固定设置第一管片223和第二管片224，第一管片223和第二管片224是分别用于对加热筒41和对接管43进行支撑的，以便保证演示机构4整体位于驱动机构2的上方，同时将演示机构4整体的位置进行限位，使得当后续需要演示机构4配合安装盘31上的多个存储组件32进行工作时，保证存储组件32和加热筒41对接的准确性。

作为本发明的一种实施例，如图2、图3和图9所示，驱动轴21的一端设置有驱动电机23，并与驱动电机23的输出端固定连接，驱动轴21的另一端固定连接有推杆212，驱动轴21上固定设置有多个限位凸部211，驱动筒34的内壁上开设有螺旋槽341，且限位凸部211嵌入螺旋槽341内部，驱动筒34的两端分别固定连接有限位柱342和驱动齿轮35。

工作时，在驱动轴21一侧设置的驱动电机23是作为动力源，即通过驱动电机23带动驱动轴21进行转动，而又在驱动筒34内部开设的螺旋槽341，并且配合在驱动轴21上固定设置的限位凸部211。当驱动轴21转动时，可以带动驱动筒34发生横向的位移调节，由于驱动筒34是与转盘33固定连接的，并且转盘33和安装盘31之间也是相对固定的，进而通过驱动轴21的旋转方向，即控制驱动筒34和驱动轴21整体的长度调节，即控制调节机构3整体靠近演示机构4或远离演示机构4。

当需要更换测试介质时，即此时默认推杆212是嵌入转盘33和活动盘333内部的，之后首先通过驱动电机23带动驱动轴21进行转动，而由于推杆212嵌入转盘33和活动盘333内部，此时限位杆331和方杆332之间的复位弹簧334处于被拉伸状态，即通过复位弹簧334的反作用力，对方杆332一个向内的推力，在驱动轴21转动时，配合此推力，使得驱动筒34逐渐带动转盘33和安装盘31远离驱动轴21，在脱离的过程中，随着方杆332逐渐嵌入转盘33和活动盘333内部时，此时通过方杆332和限位杆331又对转盘33形成限制，使得转盘33带动安装盘31和安装盘31上的多个存储组件32逐渐与演示机构4整体脱离，直至存储组件32完全地与演示机构4中的加热筒41不接触，之后可手动对安装盘31施力，使得安装盘31进行旋转，从而调节安装盘31上不同的存储组件32对应加热筒41的位置。

存储组件32选择完成后，调节存储组件32与加热筒41对应，之后通过驱动电机23带动驱动轴21进行反向转动，同理，通过螺旋槽341和限位凸部211的配合使用，带动驱动筒34复位，在驱动筒34复位的过程中，随着驱动筒34逐渐靠近驱动轴21，驱动筒34带动存储组件32逐渐嵌入加热筒41的内部，并且逐渐包覆驱动轴21，直至加热筒41和存储组件32对接完成，在对接完成时，驱动筒34上的驱动齿轮35也会逐渐靠近加热筒41的一侧，并且螺旋槽341上的限位柱342也会刚好嵌入穿槽222内部，并且驱动筒34一侧也会与支撑环221发生抵接，在此过程中，推杆212与嵌入转盘33和活动盘333内部的方杆332发生抵接，并且推动方杆332与转盘33和活动盘333脱离，此时复位弹簧334再次恢复成被拉伸的状态，当方杆332完全与转盘33和活动盘333脱离后，此时限位杆331和方杆332自动解除对转盘33的限制，使得转盘33相对于安装盘31可以自转，之后转盘33随着驱动轴21的不断转动。

作为本发明的一种实施例，如图4、图5和图6所示，多个存储组件32等距均匀的设置，存储组件32包括用于存储演示气体，且与加热筒41相适配的存气筒321，存气筒321一侧固定连接有相互连通的连接筒322，且连接筒322与对接管43相适配，连接筒322一侧固定连接有对接头323，连接筒322内部活动设置有第一活塞324。

工作时，在安装盘31上设置的多个存储组件32，存放测试介质气体，在更换测试介质气体时，通过驱动机构2和调节机构3配合使用，将改变位置后的存储组件32送去加热筒41内部，存气筒321内部存入介质气体后，通过存气筒321内部的气压，使得连接筒322设置的第一活塞324刚好位于存气筒321一侧，若是对存气筒321进行升温，存气筒321内部的气体受热，发生热胀冷缩，会推动第一活塞324沿着连接筒322进行移动，由于在将存储组件32整体与演示机构4进行连接后，连接筒322内部与加热筒41内部的空气和气压为正常的标准大气环境下，从而当存气筒321内部的气体被加热后，发生热胀冷缩的反应，进而通过第一活塞324活动，挤压连接筒322内部的气体，使得连接筒322内部的气体挤压演示管44内部。

作为本发明的一种实施例，如图6所示，加热筒41内部开设有环状空腔411，环状空腔411内设置导热油，加热筒41一侧安装有加热组件42，加热组件42包括设置于环状空腔411内部的加热棒421，加热棒421一侧贯穿环状空腔411并延伸至加热筒41一侧且与控制面板422固定连接，加热筒41的一侧固定连接有与驱动筒34相适配的从动齿轮46。

工作时，通过在加热筒41内部开设环状的环状空腔411，可以预先在环状空腔411内部注入足量的导热油，由于在加热筒41是一侧设置加热组件42，并且加热组件42中的加热棒421是设置在环状空腔411内部的，通过控制面板422控制加热棒421的启动或关闭，即通过控制面板422控制加热棒421来实现对环状空腔411内部的导热油进行加热升温，由于在进行演示工作时，存储组件32整体是嵌入加热筒41内部的，同时存气筒321与加热筒41的内壁贴合，从而导热油升温，热量经加热筒41的内部传递给存气筒321，形成对存气筒321内部的气体进行升温加热；

而在将存储组件32和加热筒41安装完成的过程中，通过螺旋槽341和限位凸部211的配合使用，带动驱动筒34复位，在驱动筒34复位的过程中，随着驱动筒34逐渐靠近驱动轴21，驱动筒34带动存储组件32逐渐嵌入加热筒41的内部，并且逐渐包覆驱动轴21，直至加热筒41和存储组件32对接完成，此时限位杆331和方杆332自动解除对转盘33的限制，使得转盘33相对于安装盘31可以自转，之后随着驱动轴21的不断转动，同时也会使得驱动齿轮35与从动齿轮46发生啮合，啮合后从动齿轮46的一侧与转盘33一侧抵接，随着二者的抵接力逐渐变大，直至大于驱动轴21和从动齿轮46之间的滑动摩擦力，之后便可以通过驱动轴21直接带动驱动筒34进行转动，驱动齿轮35和从动齿轮46的设置，使得驱动轴21在带动驱动筒34转动的过程中，会造成加热筒41的自转，进而加热筒41自转会使得环状空腔411内部的导热油进行升温加热时，由于导热油之间发生相互晃动，即可使得导热油受热均匀，得以快速地升温；

具体的通过导热油对存气筒321进行加热，间接的达到了水浴加热的效果，而加热筒41的内部与存气筒321贴合设置，进而理解成导热油间接的包覆存气筒321外表面设置，进而通过导热油对存储组件32整体进行环状且均匀的加热，一方面使得存储组件32内部的气体受热膨胀效果更好，另一方面避免了传统的采用酒精灯加热烧杯，而具有一定安全隐患的问题。

而由于采用导热油对存储组件32进行加热，并且导热油是设置在加热筒41内部的，并且实际中导热油的热量流失程度不快，在后续更换不同的测试介质气体时，可以再次通过加热筒41内部的导热油对进行的存储组件32进行预热工作，一定程度上提高了热量利用率，提高了能源使用率。

作为本发明的一种实施例，如图3、图6、图7和图11所示，对接管43内部固定设置有锁定组件，锁定组件包括固定套设在对接管43内部的安装环431，安装环431上等距均匀的转动安装有多个弯杆432，安装环431的一侧对应弯杆432的位置处固定连接有弧度板433，弯杆432一端通过弯曲弹簧434与弧度板433固定连接。

工作时，在将存储组件32安装至加热筒41内部时，连接筒322首先进入加热筒41内部，之后继续前行深入对接管43的内部，首先在随着连接筒322移动的过程中，连接筒322一端会穿过安装环431，而由于连接筒322一端固定连接地对接头323的直径是先小后大，进而对接头323逐渐地与安装环431上的多个弯杆432接触，随着直径逐渐变大，进而会推动弯杆432发生转动，形成弯杆432的一端逐渐上移，弯杆432的另一端逐渐下移，弯杆432另一端逐渐下移的过程中，与连接筒322的外壁逐渐抵接，形成对连接筒322整体的定位固定，并且对连接筒322整体在对接管43的内部起到一个支撑效果，保证存储组件32整体稳定的安装在加热筒41和对接管43的内部中，形成与演示机构4整体地对装连接效果。

作为本发明的一种实施例，如图11所示，演示管44的一端固定连接有橡胶环441，且橡胶环441嵌入对接管43的内部。

工作时，在将存储组件32与演示机构4整体进行对装连接的过程中，为了保证对接头323和演示管44之间的密封性，在演示管44内部设置橡胶环441，橡胶环441可采用橡胶材质，具有很好的形变能力，并且在橡胶环441的内部开设有与对接头323相适配的通槽，连接过程中，直至对接头323的一端完全嵌入橡胶环441上的通槽内部，通过橡胶环441，保证演示管44和存储组件32整体连接的密封性。

作为本发明的一种实施例，如图6和图12所示，演示管44一侧内部设置有显示组件，显示组件包括镂空设置的透气环442，透气环442上方设置有胶塞筒443，胶塞筒443内部设置有显色液。

工作时，在演示管44内部设置显示组件，显示组件的设置，是为了体现存储组件32内部的气体受热膨胀后，所来带的直观效果，待存储组件32整体安装在加热筒41内部，同时存储组件32整体与演示管44连接完成后，即可进行空气膨胀实验，通过加热组件42对加热筒41内部的导热油进行加热，然后存储组件32内部的气体受热膨胀，随着膨胀程度逐渐增大，推动连接筒322内部的第一活塞324进行横向的移动，过第一活塞324活动，挤压连接筒322内部的气体，使得连接筒322内部的气体挤压演示管44内部，此处挤压进入演示管44内部的气体的体积，即为存储组件32内部的测试介质气体，受热膨胀后，气体膨胀的体积变大。

随着存储组件32内部的气体进入演示管44的内部，使得演示管44内部的气压增大，进而与外界形成气压差，推动带有显色液的胶塞筒443发生上移，本发明中胶塞筒443和演示管44均采用透明材质制成，在胶塞筒443内部注入的显色液，可为常用带有明显颜色的液体，如高锰酸钾或其他显色明显的液体，具体的本发明中会在演示管44的一侧设置刻度线，随着胶塞筒443上移，通过刻度线即可了解到存储组件32内部气体膨胀后，增大的体积，因为演示管44的空间小，存储组件32内部的气体膨胀后，使得胶塞筒443上升的距离大，可以让学生和老师更加直观地看到气体加热后的膨胀。

由于在演示管44顶部固定设置有气球45，而胶塞筒443的设置，使得演示管44上端部和气球45之间也是处于密封状态的，随着胶塞筒443上移，对演示管44上端部的气体也形成挤压，使得气体进入气球45内部，使得气球45逐渐发生膨胀变大，通过气球45的变换情况，形成另一种形式的气体受热膨胀后，所带来的直观反应，有助于学生理解。

工作原理：工作时，预先将装有多种不同的测试介质气体封存在多个存储组件32内部中，在将存储组件32固定安装在安装盘31上，然后将存储组件32与演示机构4整体进行对接，调节存储组件32与加热筒41对应，之后通过驱动电机23带动驱动轴21进行反向转动，同理，通过螺旋槽341和限位凸部211的配合使用，带动驱动筒34复位，在驱动筒34复位的过程中，随着驱动筒34逐渐靠近驱动轴21，驱动筒34带动存储组件32逐渐嵌入加热筒41的内部，并且逐渐包覆驱动轴21，直至加热筒41和存储组件32对接完成，在对接完成时，驱动筒34上的驱动齿轮35也会逐渐靠近加热筒41的一侧，并且螺旋槽341上的限位柱342也会刚好嵌入穿槽222内部，并且驱动筒34一侧也会与支撑环221发生抵接，在此过程中，推杆212与嵌入转盘33和活动盘333内部的方杆332发生抵接，并且推动方杆332与转盘33和活动盘333脱离，此时复位弹簧334再次恢复成被拉伸的状态，当方杆332完全与转盘33和活动盘333脱离后，此时限位杆331和方杆332自动解除对转盘33的限制，使得转盘33相对于安装盘31可以自转，之后随着驱动轴21的不断转动。

之后随着驱动轴21的不断转动，同时也会使得驱动齿轮35与从动齿轮46发生啮合，啮合后从动齿轮46的一侧与转盘33一侧抵接，随着二者的抵接力逐渐变大，直至大于驱动轴21和从动齿轮46之间的滑动摩擦力，之后便可以通过驱动轴21直接带动驱动筒34进行转动，驱动齿轮35和从动齿轮46的设置，使得驱动轴21在带动驱动筒34转动的过程中，会造成加热筒41的自转。

随着存储组件32和演示机构4的对装连接完成，通过控制面板422控制加热棒421来实现对环状空腔411内部的导热油进行加热升温，加热筒41的自转，会使得环状空腔411内部的导热油进行升温加热时，由于导热油之间发生相互晃动，即可使得导热油受热均匀，得以快速地升温，通过导热油对存气筒321进行加热，间接的达到了水浴加热的效果，而加热筒41的内部与存气筒321贴合设置，进而理解成导热油间接的包覆存气筒321外表面设置，进而通过导热油对存储组件32整体进行环状且均匀的加热。

然后存储组件32内部的气体受热膨胀，随着膨胀程度逐渐增大，推动连接筒322内部的第一活塞324进行横向的移动，过第一活塞324活动，挤压连接筒322内部的气体，使得连接筒322内部的气体挤压演示管44内部，此处积压进入演示管44内部的气体的体积，即为存储组件32内部的测试介质气体，受热膨胀后，气体膨胀的体积，随着存储组件32内部的气体进入演示管44的内部，使得演示管44内部的气压增大，进而与外界形成气压差，推动带有显色液的胶塞筒443发生上移，具体的本发明中会在演示管44的一侧设置刻度线，随着胶塞筒443上移，通过刻度线即可了解到存储组件32内部气体膨胀后，增大的体积，因为演示管44的空间小，存储组件32内部的气体膨胀后，使得胶塞筒443上升的距离大。

由于在演示管44顶部固定设置有气球45，而胶塞筒443的设置，使得演示管44上端部和气球45之间也是处于密封状态的，随着胶塞筒443上移，对演示管44上端部的气体也形成挤压，使得气体进入气球45内部，使得气球45逐渐发生膨胀变大，通过气球45的变换情况，形成另一种形式的气体受热膨胀后，所带来的直观反应。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种物理实验的空气膨胀教学演示设备，其特征在于，包括：

底座（1），所述底座（1）上活动安装有驱动机构（2），所述驱动机构（2）包括转动安装在底座（1）上的驱动轴（21），所述驱动轴（21）上活动套接有支撑组件（22）；

调节机构（3），设于驱动机构（2）的一侧，且活动安装在底座（1）上，所述调节机构（3）包括安装盘（31），所述安装盘（31）上设置有多个存储组件（32），所述安装盘（31）的中央处转动连接有转盘（33），所述转盘（33）一侧对应驱动轴（21）的位置处转动安装有驱动筒（34），且驱动筒（34）活动套接在驱动轴（21）外侧；

演示机构（4），通过支撑组件（22）活动安装在驱动机构（2）的上方，并用于配合多个存储组件（32）进行教学演示，所述演示机构（4）包括加热筒（41），所述加热筒（41）的一侧转动安装有对接管（43），所述对接管（43）一侧固定安装有向上折弯设置的演示管（44），所述演示管（44）顶部固定安装有气球（45）。

2.根据权利要求1所述的一种物理实验的空气膨胀教学演示设备，其特征在于：所述转盘（33）的一侧设置有限位杆（331），且限位杆（331）底部延伸至底座（1）上的滑动槽（11）内部，所述限位杆（331）一侧固定连接有方杆（332），所述方杆（332）一侧设置有与转盘（33）转动连接的活动盘（333），所述转盘（33）和活动盘（333）上均开设有与方杆（332）相适配的镂空槽，所述活动盘（333）和限位杆（331）之间设置有复位弹簧（334），所述复位弹簧（334）套接在方杆（332）上，且复位弹簧（334）两端分别于限位杆（331）和活动盘（333）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种物理实验的空气膨胀教学演示设备，其特征在于：所述支撑组件（22）包括活动套接在驱动轴（21）上的支撑环（221），所述支撑环（221）上开设有多个穿槽（222），所述支撑环（221）顶部固定连接支撑部件，所述支撑部件包括与加热筒（41）贴合设置的第一管片（223）和与对接管（43）贴合设置的第二管片（224）。

4.根据权利要求1所述的一种物理实验的空气膨胀教学演示设备，其特征在于：所述驱动轴（21）的一端设置有驱动电机（23），并与驱动电机（23）的输出端固定连接，所述驱动轴（21）的另一端固定连接有推杆（212），所述驱动轴（21）上固定设置有多个限位凸部（211），所述驱动筒（34）的内壁上开设有螺旋槽（341），且限位凸部（211）嵌入螺旋槽（341）内部，所述驱动筒（34）的两端分别固定连接有限位柱（342）和驱动齿轮（35）。

5.根据权利要求1所述的一种物理实验的空气膨胀教学演示设备，其特征在于：多个所述存储组件（32）等距均匀的设置，所述存储组件（32）包括用于存储演示气体，且与加热筒（41）相适配的存气筒（321），所述存气筒（321）一侧固定连接有相互连通的连接筒（322），且连接筒（322）与对接管（43）相适配，所述连接筒（322）一侧固定连接有对接头（323），所述连接筒（322）内部活动设置有第一活塞（324）。

6.根据权利要求1所述的一种物理实验的空气膨胀教学演示设备，其特征在于：所述加热筒（41）内部开设有环状空腔（411），所述环状空腔（411）内设置有导热油；所述加热筒（41）一侧安装有加热组件（42），所述加热组件（42）包括设置有环状空腔（411）内部的加热棒（421），所述加热棒（421）一侧贯穿环状空腔（411）并延伸至加热筒（41）一侧且与控制面板（422）固定连接，所述加热筒（41）的一侧固定连接有与驱动筒（34）相适配的从动齿轮（46）。

7.根据权利要求1所述的一种物理实验的空气膨胀教学演示设备，其特征在于：所述对接管（43）内部固定设置有锁定组件，所述锁定组件包括固定套设在对接管（43）内部的安装环（431），所述安装环（431）上等距均匀的转动安装有多个弯杆（432），所述安装环（431）的一侧对应弯杆（432）的位置处固定连接有弧度板（433），所述弯杆（432）一端通过弯曲弹簧（434）与弧度板（433）固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种物理实验的空气膨胀教学演示设备，其特征在于：所述演示管（44）的一端固定连接有橡胶环（441），且橡胶环（441）嵌入对接管（43）的内部。

9.根据权利要求1所述的一种物理实验的空气膨胀教学演示设备，其特征在于：所述演示管（44）一侧内部设置有显示组件，所述显示组件包括镂空设置的透气环（442），所述透气环（442）上方设置有胶塞筒（443），所述胶塞筒（443）内部设置有显色液。

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