虹吸式水轮玩具的制作方法

本实用新型涉及科教玩具技术领域，具体涉及一种虹吸式水轮玩具。

背景技术：

虹吸是利用液面高度差的作用力现象，将液体充满一根倒u形的管状结构内后，将开口高的一端置于装满液体的容器中，容器内的液体会持续通过虹吸管向更低的位置流出。在液位超过管内最高点时，管内最高点液体在重力作用下往低位管口处移动，在u型管内部产生负压，导致高位管口的液体被吸进最高点，形成虹吸现象。针对这一原理的展示，目前市场上缺少能够很好的展示虹吸原理的科教玩具，因此，设计一种能够更为直观的展示虹吸现场的科教玩具很有必要。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种虹吸式水轮玩具，能够直观的让儿童理解虹吸原理，在玩乐中帮助儿童理解虹吸原理。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种虹吸式水轮玩具，包括从下至上依次设置的一级容器、二级容器和三级容器，所述一级容器位于所述二级容器的前端，所述二级容器包括左侧集水箱和右侧集水箱，所述左侧集水箱为密封箱体，所述左侧集水箱和右侧集水箱之间设有支撑台，所述三级容器设置在支撑台上，所述三级容器包括左侧容器和右侧容器，所述左侧容器和右侧容器之间设有连通管，所述连通管分别与左侧容器和右侧容器的下部连接，所述左侧容器与左侧集水箱之间设有左侧倒u形管，所述右侧容器与右侧集水箱之间设有右侧倒u形管，所述左侧倒u形管的管内最高点低于右侧倒u形管的管内最高点，所述左侧容器和右侧容器的上端至少设有一个进水口，所述左侧集水箱和右侧集水箱之间设有集水箱排水管，所述集水箱排水管上设有排水口，所述集水箱排水管上设有控制阀一，所述排水口处设有控制阀二，所述一级容器内设有水轮，所述水轮设于排水口的下方。

由于一级容器、二级容器和三级容器从下至上依次设置，三级容器内的水位超过适当的高度会分别通过左侧倒u形管、右侧倒u形管实现对三级容器内的液体的排出，将三级容器内的液体排出至二级容器内，左侧倒u形管、右侧倒u形管排出液体的过程是通过虹吸原理实现，具体如下：

首先通过进水口向左侧容器和右侧容器内加液体，由于左侧容器和右侧容器之间设有连通管，左侧容器和右侧容器内的液位一直保持同一高度，当液位达到左侧倒u形管的管内最高点的位置时，由于液体在重力作用下往低位管口处移动，在左侧倒u形管内部产生负压，导致高位管口的液体被吸进最高点，形成虹吸现象，此时停止加液体，由于左侧倒u形管在虹吸作用下将液体不断的向左侧集水箱引出，左侧容器和右侧容器内的液位逐渐下降，直至水位下降至左侧倒u形管的高位管口位置，停止液体的抽出。

之后继续向左侧容器和右侧容器内加液体，当液位达到再次达到左侧倒u形管的管内最高点的位置时，左侧倒u形管继续将左侧容器的液体引出至左侧集水箱内，直至左侧集水箱内的压强与左侧倒u形管的管内最高点处的压强持平，则左侧倒u形管不能继续抽出液体。

再继续加液体的过程中，由于左侧倒u形管不能继续抽出液体，当左侧容器和右侧容器内的液位达到右侧倒u形管的管内最高点的位置时，由于液体在重力作用下往低位管口处移动，在右侧倒u形管内部产生负压，导致高位管口的液体被吸进最高点，形成虹吸现象，此时停止加液体，由于右侧倒u形管在虹吸作用下将液体不断的向右侧集水箱引出，右侧容器和右侧容器内的液位逐渐下降，直至水位下降至右侧倒u形管的高位管口位置，停止液体的抽出。

上述向左侧容器和右侧容器内加液体，便能够很直观的观察到左侧倒u形管、右侧倒u形管的虹吸现象，且通过左侧容器和右侧容器能够观察到水压平衡的现象。

由于所述左侧集水箱和右侧集水箱之间设有集水箱排水管，集水箱排水管实现对左侧集水箱和右侧集水箱内的液体的排出，控制阀一能够控制集水箱排水管的通断，当为左侧容器和右侧容器内加液体时，需要关闭控制阀一，切断左侧集水箱和右侧集水箱的连通，保证左侧集水箱的密封。当需要将左侧集水箱和右侧集水箱内的液体排出至一级容器内时，则同时打开控制阀一和控制阀二，实现对左侧集水箱和右侧集水箱内液体的同时排出，液体自排水口排出时，直接对位于出水口下方的水轮产生冲击力，实现对水轮的驱动，能够很好的观察水流的转化为机械能的效果。

本虹吸式水轮玩具能够很好的展示虹吸现象，且具有水轮驱动效果，能够通过左侧容器和右侧容器观察到水压平衡效果，能够直观的让儿童理解虹吸原理，在玩乐中帮助儿童理解虹吸原理。

进一步的，所述左侧集水箱包括设置在左侧集水箱上端的球形阀，所述左侧集水箱的上端设有通孔，所述球形阀包括浮球、连接柱和端板，所述浮球位于左侧集水箱内部，所述连接柱穿过通孔的下端与浮球连接，上端与端板连接。

球形阀的设计，左侧集水箱内的液位上升的过程中，通孔能够实现对左侧集水箱内的空气的排出，保证左侧集水箱内能够容纳更多的液体，液位继续上升，直至浮球上移堵住通孔，则左侧集水箱此时处于密封状态，左侧集水箱内的压力达到一定值时，液体不再进入左侧集水箱内。

进一步的，为了更好的观察水位，所述左侧容器和右侧容器上均设有刻度线。

进一步的，为了实现对二级容器较好的支撑，所述二级容器的下端设有用于支撑二级容器的支脚。

进一步的，为了保证一级容器能够同时容纳左侧集液体箱和右侧集液体箱排出的液体，所述一级容器的容器大于左侧集液体箱和右侧集液体箱的容积之和。

本实用新型的有益效果为：由于一级容器、二级容器和三级容器从下至上依次设置，三级容器内的水位超过适当的高度会分别通过左侧倒u形管、右侧倒u形管实现对三级容器内的液体的排出，将三级容器内的液体排出至二级容器内，左侧倒u形管、右侧倒u形管排出液体的过程是通过虹吸原理实现，具体如下：

首先通过进水口向左侧容器和右侧容器内加液体，由于左侧容器和右侧容器之间设有连通管，左侧容器和右侧容器内的液位一直保持同一高度，当液位达到左侧倒u形管的管内最高点的位置时，由于液体在重力作用下往低位管口处移动，在左侧倒u形管内部产生负压，导致高位管口的液体被吸进最高点，形成虹吸现象，此时停止加液体，由于左侧倒u形管在虹吸作用下将液体不断的向左侧集水箱引出，左侧容器和右侧容器内的液位逐渐下降，直至水位下降至左侧倒u形管的高位管口位置，停止液体的抽出。

之后继续向左侧容器和右侧容器内加液体，当液位达到再次达到左侧倒u形管的管内最高点的位置时，左侧倒u形管继续将左侧容器的液体引出至左侧集水箱内，直至左侧集水箱内的压强与左侧倒u形管的管内最高点处的压强持平，则左侧倒u形管不能继续抽出液体。

再继续加液体的过程中，由于左侧倒u形管不能继续抽出液体，当左侧容器和右侧容器内的液位达到右侧倒u形管的管内最高点的位置时，由于液体在重力作用下往低位管口处移动，在右侧倒u形管内部产生负压，导致高位管口的液体被吸进最高点，形成虹吸现象，此时停止加液体，由于右侧倒u形管在虹吸作用下将液体不断的向右侧集水箱引出，右侧容器和右侧容器内的液位逐渐下降，直至水位下降至右侧倒u形管的高位管口位置，停止液体的抽出。

上述向左侧容器和右侧容器内加液体，便能够很直观的观察到左侧倒u形管、右侧倒u形管的虹吸现象，且通过左侧容器和右侧容器能够观察到水压平衡的现象。

由于所述左侧集水箱和右侧集水箱之间设有集水箱排水管，集水箱排水管实现对左侧集水箱和右侧集水箱内的液体的排出，控制阀一能够控制集水箱排水管的通断，当为左侧容器和右侧容器内加液体时，需要关闭控制阀一，切断左侧集水箱和右侧集水箱的连通，保证左侧集水箱的密封。当需要将左侧集水箱和右侧集水箱内的液体排出至一级容器内时，则同时打开控制阀一和控制阀二，实现对左侧集水箱和右侧集水箱内液体的同时排出，液体自排水口排出时，直接对位于出水口下方的水轮产生冲击力，实现对水轮的驱动，能够很好的观察水流的转化为机械能的效果。

本虹吸式水轮玩具能够很好的展示虹吸现象，且具有水轮驱动效果，能够通过左侧容器和右侧容器观察到水压平衡效果，能够直观的让儿童理解虹吸原理，在玩乐中帮助儿童理解虹吸原理。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的第一状态剖视图；

图3是图2中a处的放大图；

图4是本实用新型的第二状态剖视图；

图5是图4中b处的放大图；

图6是本实用新型的第三状态剖视图；

图7是本实用新型的第四状态剖视图；

图8是本实用新型的第五状态剖视图。

图中：一级容器1；左侧集水箱2；右侧集水箱3；支撑台4；左侧容器5；连通管6；左侧倒u形管7；右侧倒u形管8；进水口9；集水箱排水管10；排水口11；控制阀一12；控制阀二13；水轮14；通孔15；浮球16；连接柱17；端板18；支脚19；右侧容器20。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。

实施例1：

如图1-图8所示，本实施例提供一种虹吸式水轮玩具，包括从下至上依次设置的一级容器1、二级容器和三级容器，一级容器1位于二级容器的前端，二级容器包括左侧集水箱2和右侧集水箱3，左侧集水箱2为密封箱体，左侧集水箱2和右侧集水箱3之间设有支撑台4，三级容器设置在支撑台4上，三级容器包括左侧容器5和右侧容器20，左侧容器5和右侧容器20之间设有连通管6，连通管6分别与左侧容器5和右侧容器20的下部连接，左侧容器5与左侧集水箱2之间设有左侧倒u形管7，右侧容器20与右侧集水箱3之间设有右侧倒u形管8，左侧倒u形管7的管内最高点低于右侧倒u形管8的管内最高点，左侧容器5和右侧容器20的上端至少设有一个进水口9，本实施例设计了两个进水口9，同时从左侧容器5和右侧容器20的上端注入液体，左侧集水箱2和右侧集水箱3之间设有集水箱排水管10，集水箱排水管10上设有排水口11，集水箱排水管10上设有控制阀一12，排水口11处设有控制阀二13，一级容器1内设有水轮14，水轮14设于排水口11的下方。

由于一级容器1、二级容器和三级容器从下至上依次设置，三级容器内的水位超过适当的高度会分别通过左侧倒u形管7、右侧倒u形管8实现对三级容器内的液体的排出，将三级容器内的液体排出至二级容器内，左侧倒u形管7、右侧倒u形管8排出液体的过程是通过虹吸原理实现，具体如下：

首先通过进水口9向左侧容器5和右侧容器20内加液体，由于左侧容器5和右侧容器20之间设有连通管6，左侧容器5和右侧容器20内的液位一直保持同一高度，当液位达到左侧倒u形管7的管内最高点的位置时，由于液体在重力作用下往低位管口处移动，在左侧倒u形管7内部产生负压，导致高位管口的液体被吸进最高点，形成虹吸现象，此时停止加液体，由于左侧倒u形管7在虹吸作用下将液体不断的向左侧集水箱2引出，左侧容器5和右侧容器20内的液位逐渐下降，直至水位下降至左侧倒u形管7的高位管口位置，停止液体的抽出。

之后继续向左侧容器5和右侧容器20内加液体，当液位达到再次达到左侧倒u形管7的管内最高点的位置时，左侧倒u形管7继续将左侧容器5的液体引出至左侧集水箱2内，直至左侧集水箱2内的压强与左侧倒u形管7的管内最高点处的压强持平，则左侧倒u形管7不能继续抽出液体。

再继续加液体的过程中，由于左侧倒u形管7不能继续抽出液体，当左侧容器5和右侧容器20内的液位达到右侧倒u形管8的管内最高点的位置时，由于液体在重力作用下往低位管口处移动，在右侧倒u形管8内部产生负压，导致高位管口的液体被吸进最高点，形成虹吸现象，此时停止加液体，由于右侧倒u形管8在虹吸作用下将液体不断的向右侧集水箱3引出，右侧容器20和右侧容器20内的液位逐渐下降，直至水位下降至右侧倒u形管8的高位管口位置，停止液体的抽出。

上述向左侧容器5和右侧容器20内加液体，便能够很直观的观察到左侧倒u形管7、右侧倒u形管8的虹吸现象，且通过左侧容器5和右侧容器20能够观察到水压平衡的现象。

由于左侧集水箱2和右侧集水箱3之间设有集水箱排水管10，集水箱排水管10实现对左侧集水箱2和右侧集水箱3内的液体的排出，控制阀一12能够控制集水箱排水管10的通断，当为左侧容器5和右侧容器20内加液体时，需要关闭控制阀一12，切断左侧集水箱2和右侧集水箱3的连通，保证左侧集水箱2的密封。当需要将左侧集水箱2和右侧集水箱3内的液体排出至一级容器1内时，则同时打开控制阀一12和控制阀二13，实现对左侧集水箱2和右侧集水箱3内液体的同时排出，液体自排水口11排出时，直接对位于出水口下方的水轮14产生冲击力，实现对水轮14的驱动，能够很好的观察水流的转化为机械能的效果。

本虹吸式水轮14玩具能够很好的展示虹吸现象，且具有水轮14驱动效果，能够通过左侧容器5和右侧容器20观察到水压平衡效果，能够直观的让儿童理解虹吸原理，在玩乐中帮助儿童理解虹吸原理。

实施例2：

本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化限定。

左侧集水箱2包括设置在左侧集水箱2上端的球形阀，左侧集水箱2的上端设有通孔15，球形阀包括浮球16、连接柱17和端板18，浮球16位于左侧集水箱2内部，连接柱17穿过通孔15的下端与浮球16连接，上端与端板18连接。

球形阀的设计，左侧集水箱2内的液位上升的过程中，通孔15能够实现对左侧集水箱2内的空气的排出，保证左侧集水箱2内能够容纳更多的液体，液位继续上升，直至浮球16上移堵住通孔15，则左侧集水箱2此时处于密封状态，左侧集水箱2内的压力达到一定值时，液体不再进入左侧集水箱2内。

实施例3：

本实施例是在上述实施例2的基础上进行优化限定。

为了更好的观察水位，左侧容器5和右侧容器20上均设有刻度线。

为了实现对二级容器较好的支撑，二级容器的下端设有用于支撑二级容器的支脚19。

为了保证一级容器1能够同时容纳左侧集液体箱和右侧集液体箱排出的液体，一级容器1的容器大于左侧集液体箱和右侧集液体箱的容积之和。

需要说明的是，注入的液体最好是有色液体，这个玩具采用透明的材料制成，能够清楚的观察到液位的变化和虹吸现象。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。