技术领域本发明涉及教学仪器设备技术领域，特别涉及一种循环式希罗喷泉演示仪。
背景技术：
希罗是古希腊的一位著名的科学家和发明家，其最著名的发明就是希罗喷泉。希罗喷泉的工作原理主要是利用不同容器间的水位差,产生势能来压缩空气，从而驱动水往上喷射，希罗喷泉最直观的效果就是在无外加动力的情况下喷出的水柱能超过最高液面，人们首次看到希罗喷泉往往惊讶不已，认为其违背了物理守恒定律，在课堂教学时，教师单凭口头描述往往难以让学生清楚地理解希罗喷泉的原理。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种能直接观察希罗喷泉演示效果、帮助学生更清楚地理解希罗喷泉工作原理的循环式希罗喷泉演示仪。为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种循环式希罗喷泉演示仪，包括双立柱支架，所述双立柱支架的两根立柱之间设有水箱，所述水箱的上方设有喷水池，所述喷水池的下方固定设置有两条与其相通的给水管道；所述水箱包括第一导气管道、第二导气管道、第一储水腔和第二储水腔，所述第一储水腔位于第二储水腔的上方，所述水箱的两侧分别设有中空的第一转轴和第二转轴，所述第一转轴与第二转轴同心设置并将水箱转动连接于立柱；所述第一储水腔设有第一导水口，所述第二储水腔设有第二导水口，所述第一转轴和第二转轴的一端分别连接第一导水口和第二导水口，所述第一转轴和第二转轴的另一端分别通过一条给水管道与喷水池连接；所述第一导气管道连接第一储水腔和第二储水腔，所述第二导气管道也连接第一储水腔和第二储水腔，所述第一导气管道和第二导气管道均设置有控制阀门。其中，所述第一导气管道设置的控制阀门与第二导气管道设置的控制阀门联动，当其中一个控制阀门打开后，另一个控制阀门关闭；所述控制阀门包括设于第一导气管道和第二导气管道内的阀芯以及用于防止阀芯从第一导气管道和第二导气管道内脱出的阀芯限位件，所述第一导气管道和第二导气管道的内腔由大变小形成阀口，所述阀芯可在其自身重力作用下沿第一导气管道和第二导气管道移动从而塞住/打开阀口。进一步，所述阀芯的顶端设有锥形的塞头，所述阀口的形状与塞头吻合，所述阀芯限位件为在第一导气管道和第二导气管道内壁上形成的凸起部。优选的，所述喷水池固定设置于立柱的顶端，所述立柱内部中空形成与喷水池相通的给水管道。更进一步，所述第一导气管道的进气口与第一导水口平齐，所述第一导气管道自第一储水腔往下延伸至第二储水腔内且其出气口位于第二导水口下方，所述第二导气管道的进气口与第二导水口平齐，所述第二导气管道自第二储水腔往上延伸至第一储水腔内，所述第二导气管的出气口位于第一导水口上方。更优选的，所述双立柱支架、水箱、喷水池、第一转轴及第二转轴均采用透明材料制成，所述喷水池固定设置于立柱的顶端，所述立柱内部中空形成与喷水池相通的给水管道。其中，所述塞头采用橡胶材料制成。本发明提供的循环式希罗喷泉演示仪结构紧凑美观，通过该演示仪，教师可以一边介绍希罗喷泉的工作原理，一边给学生进行实验演示，学生可以通过直接观察喷泉演示效果来帮助其更清楚地理解实验原理，另外，该演示仪只需通过倒转水箱就可进行循环喷水，操作非常方便，可大幅缩短实验准备时间，有利于提高教师的工作效率。附图说明图1为本发明实施例的整体结构示意图；图2为图1中水箱的内部结构示意图；图3为图2中A部位的局部放大图；图4为图2中B部位的局部放大图；图中：1——双立柱支架2——水箱3——喷水池5——控制阀门1a——给水管道2a——第一导气管道2b——第二导气管道2c——第一储水腔2d——第二储水腔4a——第一转轴4b——第二转轴5a——阀芯5b——阀芯限位件5c——阀口2c1——第一导水口2d1——第二导水口。具体实施方式在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解所述术语的具体含义。为了便于本领域技术人员更深入地理解发明构思，下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。如图1-4所示，循环式希罗喷泉演示仪，包括双立柱支架1，双立柱支架1的两根立柱之间设有水箱2，水箱2的上方设有喷水池3，喷水池3的下方固定设置有两条与其相通的给水管道1a；水箱2包括第一导气管道2a、第二导气管道2b、第一储水腔2c和第二储水腔2d，第一储水腔2c位于第二储水腔2d的上方，水箱2的两侧分别设有中空的第一转轴4a和第二转轴4b，第一转轴4a与第二转轴4b同心设置并将水箱2转动连接于立柱；第一储水腔2c设有第一导水口2c1，第二储水腔2d设有第二导水口2d1，第一转轴4a和第二转轴4b的一端分别连接第一导水口2c1和第二导水口2d1、另一端分别通过一条给水管道1a与喷水池3连接；第一导气管道2a和第二导气管道2b均连接第一储水腔2c和第二储水腔2d，第一导气管道2a和第二导气管道2b均设置有控制阀门5。在上述实施例中，循环式希罗喷泉演示仪的工作过程为：先让第一储水腔2c和第二储水腔2d处于同一水平位置，接着往喷水池3中加注适量的水，然后转动水箱2并关闭第一导气管2a的控制阀门5，让第一储水腔2c处于第二储水腔2d的上方，在重力的作用下，喷水池3中的水经左侧的给水管道1a和第一转轴4a流入第二储水腔2d，第二储水腔2d中的空气通过第二导气管2b导入第一储水腔2c；待第二储水腔2d注水完成后倒转水箱2并关闭第二导气管2b的控制阀门5，同时打开之前关闭的第一导气管2a的控制阀门5，此时第二储水腔2d位于第一储水腔2c的上方，喷水池3中的水将经右侧的给水管道1a及第二转轴4b注入第一储水腔2c，第一储水腔2c中的空气通过第一导气管2a导入第二储水腔2d，第二储水腔2d中压强增大，在空气压力作用下，第二储水腔2d中的水通过第一转轴4a及左侧的给水管道1a中喷出，如此交替改变第一储水腔2c和第二储水腔2d的上下位置，便能连续不断地演示希罗喷泉现象。该实施例提供的循环式希罗喷泉演示仪结构紧凑美观，通过该演示仪，教师可以一边介绍希罗喷泉的工作原理，一边给学生进行实验演示，学生可以通过直接观察喷泉演示效果来帮助其更清楚地理解实验原理，另外，该演示仪只需通过倒转水箱就可进行循环喷水，操作非常方便，可大幅缩短实验准备时间，有利于提高教师的工作效率。作为在上述实施例基础上优选的方案，如图2所示，第一导气管道2a设置的控制阀门5与第二导气管道2b设置的控制阀门5联动，当其中一个控制阀门5打开后，另一个控制阀门5关闭；上述控制阀门5包括设于第一导气管道2a和第二导气管道2b内的阀芯5a以及用于防止阀芯5a从第一导气管道2a和第二导气管道2b内脱出的阀芯限位件5b，第一导气管道2a和第二导气管道2b的内腔由大变小形成阀口5c，阀芯5a可在其自身重力作用下沿第一导气管道2a和第二导气管道2b移动从而塞住/打开阀口5c。该优选实施方案对控制阀门5的结构及其工作方式作了更进一步的限定，本领域技术人员应当明白，在本发明中，控制阀门5的结构并不局限于上述一种结构，其还可以是现有技术中其他的流体控制阀，只要其能够实现控制第一导气管道2a和第二导气管道2b通断的目的即可，同样的，本领域技术人员还应当明白，在此并不需要对阀芯限位件5b的结构作选择性的限定，其可以是设于第一导气管道2a和第二导气管道2b端头的环形端盖，也可以是将阀芯5a连接于第一导气管道2a和第二导气管道2b内壁的细绳，只要其能够实现防止阀芯5a脱出的目的即可。在该优选的方案中，控制阀门5的结构简单，工作稳定可靠且造价低廉，可以在较大程度上降低演示仪的制造成本。进一步，上述阀芯5a的顶端设有锥形的塞头，阀口5c的形状与塞头吻合，阀芯限位件5b为在第一导气管道2a和第二导气管道2b内壁上形成的凸起部。阀芯5a的顶端设置的锥形塞头可以起到导向的作用，能够引导阀芯5a快速、准确地对准阀口5c，从而进一步提高了阀门5的工作可靠性，上述阀芯限位件5b结构极为简洁，制造难度低，可以进一步降低演示仪的制造成本。更进一步，上述喷水池3固定设置于立柱的顶端，立柱内部中空形成与喷水池3相通的给水管道1a。立柱内部中空形成给水管道1a将使得整个演示仪的结构更加紧凑、美观。作为实施方案基础上更优选的方案，第一导气管道2a的进气口与第一导水口2c1平齐，第一导气管道2a自第一储水腔2c往下延伸至第二储水腔2d内且其出气口位于第二导水口2d1下方，第二导气管道2b的进气口与第二导水口2d1平齐，第二导气管道2b自第二储水腔2d往上延伸至第一储水腔2c内，第二导气管2b的出气口位于第一导水口2c1上方。在上述方案中，各管道的出口和进口间存在一定的高度差，如此设计有利于提高演示仪喷出的喷泉高度及其演示过程中的运行稳定性，从而有利保障教学演示效果。最后，双立柱支架1、水箱2、喷水池3、第一转轴4a及第二转轴4b均采用透明材料制成，塞头采用橡胶材料制成。双立柱支架1、水箱2、喷水池3、第一转轴4a及第二转轴4b采用透明材料制成可以便于学生更加清楚直观地观察实验过程中的水流动向，更加便于理解实验原理，塞头采用橡胶材料制成可以提高塞头与阀口5c之间的密封性，能够更好地保证实验效果。上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。