专利名称：一种模拟抽水蓄能发电的教具及其使用方法
技术领域：
本发明涉及到一种模拟抽水蓄能发电的教学用具，模拟抽水蓄能电站整个生产的过程。
背景技术：
目前，在水力发电专业教学中，理论授课内容较多，形象演示较少，学生只能较多地通过想象和教师的板书艰难演示，势必影响授课效果。实验演示教具只具有单一功能性，例如，要么是转轮模型，要么是水泵模型，要么是厂房模型。建立一个能够模拟整个电站生产过程的常规电站实验台，占用空间又投资巨大，建模拟抽水蓄能电站的实验台更是困难。为此，需要利用现有的实验室资源制作一个模拟抽水蓄能电站的教学用具显得非常重要。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提出了一种模拟抽水蓄能发电的教学用具及其使用方法，由水箱箱体复合体、电机单元、水管、电线、电池、灯泡和测量部件等组成，能够够演示发电、抽水、蓄能、测量和显示的所有过程。本发明通过以下技术方案实现:本发明提出了一种模拟抽水蓄能发电的教学用具，具有发电装置、抽水装置、蓄能装置、测量装置和显示装置，该设备包括上水箱I和下水箱2、上水管3和下水管4、控制水阀5、发电机6和水泵单元7、灯泡8、蓄电装置9、第一电路开关10和第二电路开关11、下水传感器12和上水传感器13,下水显不表盘14和上水显不表盘15、电线16 ；上水箱1、控制水阀5、下水管传感器12、下水显示表盘14、下水管4、发电机6和灯泡8共同构成发电装置:其中，下水管4上端接在上水箱I，其下端接在下水箱的发电机上端；控制水阀5、下水传感器12和下水显示表盘14安装在下水管4上，发电机6设置在下水管4的末端处，发电机6引出线连接灯泡8 ；下水箱2、水泵7、上水传感器13、上水显示表盘15和上水管3共同构成抽水装置:其中，水泵7在下水管3末端的水箱中，上水管3上端接在上水箱I，其下端接在下水箱2的水泵16上端，上水传感器15和上水显示表盘15安装在上水管3上，蓄能装置包括蓄电池9，利用电线通过一个三通开关10连接在灯泡8之后，灯泡8为电能显示装置；测量装置包括传感器和显示表盘。本发明还提出了一种模拟抽水蓄能发电的教学用具的使用方法，该方法包括以下步骤:于该设备运行时，将上水箱充水到深度的三分之二，将下水箱充水到深度的三分之一后，调节阀门，通过下水传感器和下水显示表盘检测和显示出下水的流量、水压和流速到合适值，水流冲击发电机的螺旋桨发电，灯泡亮；将第一电路开关调节到蓄电装置端给蓄电池充电，闭合第二电路开关使蓄电池和水泵连接，即，将下水库的水抽到上水箱；上水传感器和上水显示表盘检测和显示出水泵的抽水量和流速。。与现有技术相比，本发明能够有效模拟抽水蓄能电站整个运行过程，可以有效辅助水力发电专业课程和设计教学，形象直观，操作安全，结构简单，制作方便，利用实验室的资源即可制成，解决水力发电专业教学过程中演示困难的问题，简单方便，投资少，又能提高教学效果。
图1是本发明的模拟抽水蓄能发电教具结构示意图，1、上水箱，2、下水箱，3、上水管、4、下水管、5、控制水阀，6、发电机、7、水泵，8、灯
泡，9、蓄电装置，10、第一电路开关，11、第二电路开关、12、下水传感器，13、上水传感器，14、下水显不表盘，15、上水显不表盘；16、电线。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进一步说明。如图1所示，本发明的模拟教具包括发电、抽水、蓄能、测量和显示单元。包括上水箱I和下水箱2、上水管3和下水管4、控制水阀5、发电机6和水泵单元7、灯泡8、蓄电装置
9、第一电路开关10和第二电路开关11、下水传感器12和上水传感器13，下水显示表盘14和上水显不表盘15、电线16。包括上水箱1、控制水阀5、下水管传感器12、下水显示表盘14、下水管4、发电机6和灯泡8共同构成发电装置:其中，下水管4上端接在上水箱1，其下端接在下水箱的发电机上端；控制水阀5、下水传感器12和下水显示表盘14安装在下水管4上，发电机6设置在下水管4的末端处，发电机6引出线连接灯泡8。包括下水箱2、水泵7、上水传感器13、上水显示表盘15和上水管3共同构成抽水装置:其中，水泵7在下水管3末端的水箱中，上水管3上端接在上水箱I，其下端接在下水箱2的水泵16上端，上水传感器15和上水显示表盘15安装在上水管3上。蓄能装置9通过一个三通开关连接在灯泡8之后，灯泡为显示装置。运行时，上水箱充水到深度的三分之二，下水箱充水到深度的三分之一后，适度调节阀门，通过下水传感器和下水显示表盘检测和显示出下水的流量、水压和流速到合适值，水流冲击发电机的螺旋桨发电，灯泡亮。将第一电路开关调节到蓄电装置端给蓄电池即可充电。闭合第二电路开关使蓄电池和水泵连接，即可将下水库的水抽到上水箱。上水传感器和上水显示表盘可以检测和显示出水泵的抽水量和流速等。
权利要求
1.一种模拟抽水蓄能发电的教学用具，具有发电装置、抽水装置、蓄能装置、测量装置和显示装置，其特征在于，该设备包括上水箱(I)和下水箱(2)、上水管(3)和下水管(4)、控制水阀(5)、发电机(6)和水泵单元(7)、灯泡(8)、蓄电装置(9)、第一电路开关(10)和第二电路开关(11 )、下水传感器(12)和上水传感器(13)，下水显示表盘(14)和上水显示表盘(15)、电线(16)； 上水箱(I)、控制水阀(5)、下水管传感器(12)、下水显示表盘(14)、下水管(4)、发电机(6)和灯泡(8)共同构成发电装置:其中，下水管(4)上端接在上水箱(1)，其下端接在下水箱的发电机上端；控制水阀(5)、下水传感器(12)和下水显示表盘(14)安装在下水管(4)上，发电机(6)设置在下水管(4)的末端处，发电机(6)引出线连接灯泡(8)； 下水箱(2 )、水泵(7 )、上水传感器(13 )、上水显示表盘(15 )和上水管(3 )共同构成抽水装置:其中，水泵(7)在下水管(3)末端的水箱中，上水管(3)上端接在上水箱(1)，其下端接在下水箱(2 )的水泵(16 )上端，上水传感器(15 )和上水显示表盘(15 )安装在上水管(3 )上， 蓄能装置包括蓄电池(9 )，利用电线通过一个三通开关(10 )连接在灯泡(8 )之后，灯泡(8)为电能显示装置； 测量装置包括传感器和显示表盘。
2.一种模拟抽水蓄能发电的教学用具的使用方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 于该设备运行时，将上水箱充水到深度的三分之二，将下水箱充水到深度的三分之一后，调节阀门，通过下水传感器和下水显示表盘检测和显示出下水的流量、水压和流速到合适值，水流冲击发电机的螺旋桨发电，灯泡亮；将第一电路开关调节到蓄电装置端给蓄电池充电，闭合第二电路开关使蓄电池和水泵连接，即，将下水库的水抽到上水箱；上水传感器和上水显示表盘检测和显示出水泵的抽水量和流速。
全文摘要
本发明提出了一种模拟抽水蓄能发电的教学用具及其使用方法，该设备具有发电装置、抽水装置、蓄能装置；该设备运行时，将上水箱充水到深度的三分之二，将下水箱充水到深度的三分之一后，调节阀门，通过下水传感器和下水显示表盘检测和显示出下水的流量、水压和流速到合适值，水流冲击发电机的螺旋桨发电，灯泡亮；将第一电路开关调节到蓄电装置端给蓄电池充电，闭合第二电路开关使蓄电池和水泵连接，即将下水库的水抽到上水箱；上水传感器和上水显示表盘检测和显示出水泵的抽水量和流速。本发明可以有效辅助水力发电专业课程和设计教学，形象直观，操作安全，结构简单，制作方便。
文档编号G09B23/18GK103150951SQ20131006250
公开日2013年6月12日 申请日期2013年2月27日 优先权日2013年2月27日
发明者王瑞莲, 孙文清, 高胜建, 范玉, 赵万里 申请人:华北水利水电学院