专利名称：便携式水液压教学实验箱的制作方法
技术领域：
便携式水液压教学实验箱技术领域[0001]本实用新型涉及一种液压教学用的实验设备，更具体地，涉及一种便携式水液压教学实验箱。
背景技术：
[0002]目前，公知的液压教学系统普遍采用油压传动，教学实验台体积庞大，价格昂贵， 需要专人进行演示操作实验，并且数据的采集多采用机械式仪表，结合人工手动进行采集。 对于这种液压教学系统来说，它存在着诸多的缺点与不足之处采用油液传动，浪费石油资源，并且污染环境，教学实验中学生和教员动手不方便，影响学习和教学的积极性和主动性；现有的油压实验台都不便于携带。实用新型内容[0003]本实用新型的目的在于提供一种便携式水液压教学实验箱，该实验箱以水作为传动介质，便于采集、处理实验数据，同时可严格控制各种元件的尺寸、规格和质量，使之轻便易携。[0004]按照本实用新型，提供了一种便携式水液压教学实验箱，该实验箱包括[0005]箱体，该箱体被分隔成用于安装电气元件的电气元件安装隔箱，用于安装水液压电机泵的电机泵安装隔箱，用于安装水箱、实验台及配置其上的多种教学实验液压元件的实验台安装隔箱；[0006]水箱，该水箱安装在所述实验台安装隔箱的下部，用于存储作为传动介质的水；[0007]水液压电机泵，该电机泵安装所述电机泵安装隔箱内、用于给作为传动介质的水提供动力以使其流动；[0008]实验台，该实验台安装在所述实验台安装隔箱内并处于所述水箱的上部，其台面上配备有多种教学实验液压元件；以及[0009]用于给整个水液压教学实验箱提供电气连接及控制的电气元件。[0010]作为进一步优选地，所述水液压电机泵包括配置在其左部的电动机和配置在其右部的电机泵主体，该电机泵主体包括用于导入液体的入水口、用于对液体施加压力的柱塞腔、用于使液体导入到柱塞腔的吸入阀、用于导出液体至实验台处的出水口，以及用于使液体导出柱塞腔的压出阀。[0011]作为进一步优选地，所述水液压电机泵的泵体结构采用机械密封。[0012]作为进一步优选地，所述配置在实验台台面上的教学实验液压元件包括水液压单向阀、溢流阀、减压阀、节流阀、二位二通阀、二位三通阀以及水压缸等。[0013]作为进一步优选地，按照本实用新型的便携式水液压教学实验箱中，所述教学实验液压元件由不锈钢材料制成，并采用0型圈完成密封。[0014]作为进一步优选地，按照本实用新型的便携式水液压教学实验箱中，所述水液压单向阀包括用于将液体引导至阀体的吸入口、用于在液压力作用下开启以便液体流入或流出的阀芯弹性元件、用于对所述阀芯弹性元件的压力进行调节的调节杆、以及用于将完成实验展示后的液体回流或导出以便供下一液压元件使用的导出口。[0015]作为进一步优选地，可以通过具有多个螺纹孔的安装面板来完成对所述液压元件的安装，例如，该安装面板上每相邻四个螺纹孔组成一个安装单元，以便供一个液压元件的安装。[0016]作为进一步优选地，按照本实用新型的便携式水液压教学实验箱中，还可以采用信号传感器例如压力传感器、流量传感器或位移传感器等采集各项数据，并将采集到的数据输送至计算机进行分析处理，同时输出数据处理结果。该信号传感器可同液压元件一起被配置在实验台台面上。[0017]作为进一步优选地，按照本实用新型的便携式水液压教学实验箱，箱体的外部尺寸为长450mm、宽450mm和高130mm。[0018]按照本实用新型的一种用水作为工作介质的可用于大学、职业学院和工程技术培训的便携式水液压教学实验箱，由于使用水替代油作为传动介质，可以避免使用石油原料从而降低了成本和操作难度，同时可为学生介绍目前作为液压发展前沿技术的水液压技术；此外，该设备还具备数据采集精度高、可有效防止液压元件的锈蚀，以及尺寸较小便于携带等方面的技术效果。
[0019]图1是按照本实用新型的便携式水液压教学实验箱的箱体结构示意图；[0020]图2是安装在便携式水液压教学实验箱中的水液压电机泵的剖视图；[0021]图3是安装在便携式水液压教学实验箱中的水箱的结构示意图；[0022]图4是用于安装液压元件、传感器等的安装面板的纵剖面示意图；[0023]图5是按照本实用新型的作为教学实验液压元件的水液压单向阀的剖视图。
具体实施方式
[0024]下面将参照附图来具体描述本实用新型的优选实施例。[0025]参见图1，图1是按照本实用新型的便携式水液压教学实验箱的箱体结构示意图。 该箱体的内部被分隔成用于安装电气元件的电气元件安装隔箱1、用于安装水液压电机泵的电机泵安装隔箱2、用于安装水箱、实验台及配置其上的多种教学实验液压元件的实验台安装隔箱3。作为选择，该箱体还可以包括用于开启或关闭实验台安装隔箱3的上盖。另外，可以在电气元件安装隔箱1和电机泵安装隔箱2的上部设计一块固定的盖板，为方便表述，附图中将其省略。[0026]参见图2，图2是安装在便携式水液压教学实验箱中的水液压电机泵的剖视图。如图2中所示，水液压电机泵主要包括配置在其左部的电动机5和配置在其右部的电机泵主体，该电机泵主体包括用于导入液体的入水口 6、用于对液体施加压力的柱塞腔7、用于使液体导入到柱塞腔的吸入阀8、用于导出液体至实验台处的出水口 9，以及用于使液体导出柱塞腔的压出阀10。为了提供更好的密封，可以对水液压电机泵中的泵体部分提供适当的密封方式，例如机械密封。[0027]电机泵的尾部是电动机的接线部，电动机接到直流电源上，直流电源由安装于箱体部位1的开关电源提供，该开关电源输入电源为220V交流电，输出为220V，6A直流电。[0028]参见图3，图3是安装在便携式水液压教学实验箱中的水箱的结构示意图。该水箱安装在实验台安装隔箱3内并处于空间下部。水箱中装有作为传动介质的水。水箱的侧面开有一个通孔，该通孔用于将液体流通至电机泵入水口。此外，水箱的上侧开有两个或多个通孔，这些通孔用于将完成实验展示过程后的液体回流至水箱以便后续使用。[0029]参见图4，图4是用于安装液压元件、传感器等的安装面板的纵剖面示意图。该安装面板被安装在实验台安装隔箱3中，处于水箱的上面并通过连接元件与其固定在一起。 在该安装面板上，安装了配置实验台台面上的、所有用于展示不同教学实验的各种类型液压元件。如图4中所示，安装面板上每相邻的四个螺纹孔组成一个安装单元(如图4中虚线框内所示)，以便供一个液压元件的安装。[0030]参见图5，图5是按照本实用新型的作为教学实验液压元件的水液压单向阀的剖视图。作为上述用于教学实验展示的各种类型液压元件中的举例，本实施例中显示了一种水液压单向阀。[0031]如图5中所示，该水液压单向阀包括吸入口 11、阀芯弹性元件12、调节杆13、导出口 14。所述吸入口 11将从电机泵或其他液压元件导出的液体引导到阀体，所述阀芯弹性元件12在液压力作用下开启以便液体的流入或流出，所述调节杆13用于调节阀芯弹性元件12所提供的压力，所述导出口 14将完成实验展示后的液体回流或导出以便供下一液压元件使用。[0032]在按照本实用新型的便携式水液压教学实验箱的实验台上，配置有包括上述水液压单向阀在内的多种类型的教学展示液压元件。这些液压元件包括水液压单向阀、溢流阀、减压阀、节流阀、二位二通阀、二位三通阀以及水压缸等。这些液压元件用于提供不同的液压教学实验用以便给学生展示不同的液压过程。[0033]例如，单向阀用于展示教学实验中的液流单向流动过程，即液体只能阀的入口流向阀的出口，液流不能够从出口反向流向阀的入口。溢流阀既可以供测试溢流阀性能实验用，又可以控制整个系统的压力起到保护系统的作用。减压阀供系统中测试减压阀性能实验用。节流阀用于调节回路中的流量，供节流调速实验使用。二位二通阀用于展示对某一回路的通/断控制过程。二位三通阀用于改变某一回路的液流方向，使某一方向的液流断开同时某一方向的液流导通。水压缸用于供系统加载使用及节流调速实验用，等等。[0034]下面将具体介绍按照本实用新型的便携式水液压教学实验箱的组装连接及操作步骤。[0035]首先，将水箱出口通过高压软管连接到水液压电机泵的入水口，水液压电机泵的出水口经由高压软管接入到实验台，由此将作为传动介质的水提供给配置在实验台上的水液压阀和缸等元件进行试验时使用。实验台上的阀和缸等元件之间采用软管连接，因此该阀和缸在实验台台面上的设置位置可以根据需要进行适当调整和便捷更改。[0036]在传动介质的流动过程中，传动介质——7jC,首先储存在水箱之中，电动机接通电源开始工作，在电机泵的柱塞的吸水行程中，水箱中的水经过软管、吸入阀被吸入到电机泵的柱塞腔中，柱塞继续运行，进入压水行程，吸入阀关闭，压出阀开启，高压水被泵出经液压软管输送到实验台台面上的液压元件，供后续的一系列实验使用。泵输出的水经过实验中的阀与泵以后，就被回流到水箱之中，从而可以供实验的循环使用。[0037]对于水液压装置，由于利用水作为传动介质，通常会存在着如下问题如液压元件的锈蚀，液压元件的密封等。为防止锈蚀，本实施例中的液压元件由不锈钢加工制成，并采用0型圈密封来完成液压元件的密封。[0038]在数据采集与处理方面，本实用新型的便携式水液压教学实验箱中，对所有数据都利用信号传感器例如压力传感器、流量传感器、位移传感器等进行采集，将采集到的数据输送到计算机中进行分析处理，同时输出数据处理结果。[0039]此外，对于箱体便携性的技术问题，需要对本实用新型中用到的液压元件对其尺寸大小和质量进行控制，确保元件的轻巧性，出此目的，将最终控制箱体的外形尺寸设置为长 450mm、宽 450mm 和高 130mm。[0040]本领域的普通技术人员容易理解，以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，但本实用新型不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。所以凡是不脱离本实用新型所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种便携式水液压教学实验箱，该实验箱包括箱体，该箱体被分隔成用于安装电气元件的电气元件安装隔箱，用于安装水液压电机泵的电机泵安装隔箱，用于安装水箱、实验台及配置其上的多种教学实验液压元件的实验台安装隔箱；水箱，该水箱安装在所述实验台安装隔箱的下部，用于存储作为传动介质的水；水液压电机泵，该电机泵安装所述电机泵安装隔箱内、用于给作为传动介质的水提供动力以使其流动；实验台，该实验台安装在所述实验台安装隔箱内并处于所述水箱的上部，其台面上配备有多种教学实验液压元件；以及用于给整个水液压教学实验箱提供电气连接及控制的电气元件。
2.如权利要求1所述的便携式水液压教学实验箱，其特征在于，所述水液压电机泵包括配置在其左部的电动机和配置在其右部的电机泵主体，该电机泵主体包括用于导入液体的入水口、用于对液体施加压力的柱塞腔、用于使液体导入到柱塞腔的吸入阀、用于导出液体至实验台处的出水口，以及用于使液体导出柱塞腔的压出阀。
3.如权利要求2所述的便携式水液压教学实验箱，其特征在于，所述水液压电机泵的泵体结构采用机械密封。
4.如权利要求1所述的便携式水液压教学实验箱，其特征在于，所述配置在实验台台面上的教学实验液压元件包括水液压单向阀、溢流阀、减压阀、节流阀、二位二通阀、二位三通阀以及水压缸。
5.如权利要求4所述的便携式水液压教学实验箱，其特征在于，所述液压元件由不锈钢材料制成，并采用0型圈来完成密封。
6.如权利要求4所述的便携式水液压教学实验箱，其特征在于，所述水液压单向阀包括用于将液体引导至阀体的吸入口、用于在液压力作用下开启以便液体流入或流出的阀芯弹性元件、用于对所述阀芯弹性元件的压力进行调节的调节杆、以及用于将完成实验展示后的液体回流或导出以便供下一液压元件使用的导出口。
7.如权利要求1所述的便携式水液压教学实验箱，其特征在于，通过具有多个螺纹孔的安装面板来完成对所述液压元件的安装，该安装面板上每相邻四个螺纹孔组成一个安装单元，以便供一个所述液压元件的安装。
8.如权利要求1所述的便携式水液压教学实验箱，其特征在于，在所述实验台的台面上配置有用于采集各项实验数据的信号传感器，并将采集到的数据输送至计算机进行分析处理，同时输出数据处理结果。
9.如权利要求8所述的便携式水液压教学实验箱，其特征在于，所述信号传感器包括压力传感器、流量传感器或位移传感器。
10.如权利要求1-9任意一项所述的便携式水液压教学实验箱，其特征在于，所述实验箱箱体的外部尺寸为长450mm、宽450mm和高130mm。
专利摘要本实用新型公开了一种用水作为工作介质的可用于大学、职业学院和工程技术培训的便携式水液压教学实验箱，包括被分隔成电气元件安装隔箱、电机泵安装隔箱和实验台安装隔箱的箱体；安装在实验台安装隔箱内用于存储作为传动介质的水的水箱；安装在电机泵安装隔箱内、用于给水提供动力以使其流动的水液压电机泵；安装在实验台安装隔箱内且其台面上配备有多种教学实验液压元件的实验台；以及用于给整个实验箱提供电气连接、检测和控制的电气元件。按照本实用新型的便携式水液压教学实验箱，由于使用水替代液压油作为传动介质，可以避免油污染和操作方面的不便利，降低使用成本，提高了教学实验中的积极性和主动性；同时具有便于携带等方面的技术效果。
文档编号G09B23/12GK202332012SQ201120511088
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者刘银水, 朱玉泉, 朱碧海, 李壮云, 贺小峰, 黄维 申请人:华中科技大学