一种可演示内部流场的冲击气缸教具的制作方法

本实用新型属于机械装置领域，涉及一种气动技术教具，尤其是一种可演示内部流场的冲击气缸教具。

背景技术：

在当前教学方面，我国教育一味追求考试成绩，而忽略了学生的动手能力与学习兴趣的培养，在教学过程中缺少实际演示的教学器具，使教学多为乏味的语言描述，尤其对于专业性比较强的学科门类，如液压与气动专业的教学等，在现有技术的应用中，液压与气动技术必不可少，而其中有复杂的，也有简单的，而在课堂上，这些机构、气路及液路的开闭，压力的传导以及机械结构的运行很难再学生的脑海中形成一个比较完整的实物形象，尤其缺少从实际实物出发的专业性质的演示教具，

通过公开专利检索，没有发现涉及可演示内部流场的冲击气缸教具的文献，本实用新型申请在教具结构、驱动方式及使用功能方面均有较大创新，由此可以验证本发明的创造性及新颖性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可演示内部流场的冲击气缸教具，该教具可实现对冲击气缸内部运行以及内部流场变化的直观演示教学，可实现对气控阀内部运行以及内部流场变化的直观演示，可由水压驱动活塞杆伸缩运动，且水中带有颜色，强化演示效果，该教具结构简单、操作方便、成本低廉、适合大范围推广使用，尤其适用于高等院校气动与液压、气动与液压传动等课程的教学。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种可演示内部流场的冲击气缸教具，包括底座、水泵、展板、水箱及演示装置，其中展板垂直固装在底座上，展板外侧为演示面，演示板背面依次设置有演示装置及水泵，由水泵提供动力带动演示装置进行演示，所述展板为透明可视结构；所述演示装置包括气缸演示模块及气控阀演示模块；所述气缸演示模块为半剖形结构，该模块包括冲击演示部、蓄气演示部及气路演示部，其中冲击演示部一侧连接蓄气演示部，且气路演示部固装在二者上方；所述气控阀演示模块为透明半剖形结构，该模块包括阀芯截面及阀瓣截面，其中阀瓣截面上端为封闭结构，且内部穿装有阀芯，阀瓣两侧通过管路连接水箱及气缸演示模块。

而且，所述冲击演示部包括半剖形的前端盖截面、活塞缸截面、活塞杆截面；所述活塞杆截面穿装于活塞缸截面内部，活塞缸截面前端固装有前端盖截面。

而且，所述蓄气演示部包括中盖截面、蓄气缸截面、后端盖截面，其中蓄气缸截面两端分别连接中盖截面及后端盖截面；所述中盖截面两端分别连接蓄气缸截面及活塞缸截面；所述中盖截面内部制有通孔，蓄气腔截面内设有透明通气软管，该通气软管一端连接中盖截面通孔，另一端连接后端盖截面内部气路。

而且，所述气路演示部包括固装在冲击演示部及蓄气演示部上方的通气螺栓截面，以及连通两通气螺栓截面的通气管截面。

而且，所述气控阀演示模块下方还设有电机，该电机固装在展板上，且电机输出端连接阀芯，由电机提供动力控制气控阀演示模块开闭。

而且，所述活塞缸截面及蓄气缸截面上部制有放气阀，用于演示时排出冲击气缸内多余空气。

本实用新型的优点和经济效果是：

1、本实用新型通过采用水泵抽水的方式模拟气源，实现对冲击气缸以及气控阀运行时内部流场实时变化的演示教学，使学生可以直观的看到流体传动与机械原理间的关系。

2、本实用新型通过设置半剖形冲击气缸及半剖形气控阀，可使学生直观看到冲击气缸以及气控阀各行程时，其内部活塞杆及阀芯的动作，生动形象的表达了气动与液压传动中，力的传导原理。

3、本实用新型通过设置活塞缸及蓄气缸上的放气阀，排出活塞缸及蓄气缸内的多余气体，有效提高了实验精度。

4、本实用新型通过使用区别于普通空气颜色的液体作为力传输介质，进一步强化了演示效果，使学生可以直观地看到完整的冲击气缸内部工作原理。

附图说明

图1为本实用新型准备行程及返回行程演示图；

图2为本实用新型蠕动行程演示图；

图3为本实用新型冲击行程演示图；

图4为图1的俯视图；

图5为中盖截面剖视图；

其中：1-电路控制器；2-传感器；3-展板；4-通气管截面；5-放气阀；6-中盖截面；7-阀瓣截面；8-阀芯截面；9-水泵；10-水箱；11-电机；12-通气螺栓截面；13-后端盖截面；14-蓄气缸截面；15-通气软管；16-活塞杆截面；17-活塞缸截面；18-前端盖截面；19-底座；20-通孔。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本发明的保护范围。

一种可演示内部流场的冲击气缸教具，包括19底座、9水泵、3展板、10水箱及演示装置，其中展板垂直固装在底座上，展板外侧为演示面，演示板背面依次设置有演示装置及水泵，由水泵提供动力带动演示装置进行演示，所述展板为透明可视结构；所述演示装置包括气缸演示模块及气控阀演示模块；所述气缸演示模块为半剖形结构，该模块包括冲击演示部、蓄气演示部及气路演示部，其中冲击演示部一侧连接蓄气演示部，且气路演示部固装在二者上方；所述气控阀演示模块为透明半剖形结构，该模块包括8阀芯截面及7阀瓣截面，其中阀瓣截面上端为封闭结构，且内部穿装有阀芯，阀瓣两侧通过管路连接水箱及气缸演示模块。

而且，所述冲击演示部包括半剖形的18前端盖截面、17活塞缸截面、16活塞杆截面；所述活塞杆截面穿装于活塞缸截面内部，活塞缸截面前端固装有前端盖截面。

而且，所述蓄气演示部包括6中盖截面、14蓄气缸截面、13后端盖截面，其中蓄气缸截面两端分别连接中盖截面及后端盖截面；所述中盖截面两端分别连接蓄气缸截面及活塞缸截面；所述中盖截面内部制有20通孔，蓄气腔截面内设有透明15通气软管，该通气软管一端连接中盖截面通孔，另一端连接后端盖截面内部气路。

而且，所述气路演示部包括固装在冲击演示部及蓄气演示部上方的12通气螺栓截面，以及连通两通气螺栓截面的4通气管截面。

而且，所述气控阀演示模块下方还设有11电机，该电机固装在展板上，且电机输出端连接阀芯，由电机提供动力控制气控阀演示模块开闭。

而且，所述活塞缸截面及蓄气缸截面上部制有5放气阀，用于演示时排出冲击气缸内多余空气。

在活塞杆正上方设置有1电路控制器及2传感器，可通过位移传感器测定活塞杆位置，并由电路控制器控制电机及水泵的运转，从而实现演示教学的高精度自动化，该教具演示流程按照增压缸工作的四个冲程，主要分为三种演示效果：

实验进行前应先保证冲击气缸内部充满液体，并开启放气阀排出多余空气。

1)准备行程、返回行程：

控制电路控制器，使水泵开启，电机关闭，并在水箱内加水，电机关闭，阀芯截面处于初始位置，水泵带动水箱内液体通过气控阀演示模块进入到气缸演示模块的通气管截面中，从而进一步进入到缸演示模块的活塞缸截面内部有杆腔中，推动活塞杆截面回到初始位置，完成准备工序。

2)蠕动行程：

控制电路控制器，使水泵及电机开启，电机控制气控阀演示模块的阀芯截面达到工作位置，水泵带动水箱内有色液体通过气控阀演示模块进入到气缸演示模块蓄气缸截面中，由于此时水压对活塞杆截面的施力面积仅限于其端部，故此时活塞杆截面仅缓慢向前端盖截面方向推进，直到活塞杆截面端部完全脱离中端盖截面。

3)冲击行程：

控制电路控制器，使水泵及电机开启，电机控制气控阀演示模块的阀芯截面达到工作位置，水泵带动水箱内有色液体通过气控阀演示模块进入到气缸演示模块蓄气缸截面中，由于此时水压对活塞杆截面的施力面积为整个活塞截面，故此时活塞杆截面将快速向前端盖截面方向推进，直到活塞杆截面达到工作位置，实现模拟冲击，此时位移传感器记录活塞杆位移数据并传入到电路控制器中，从而使电路控制器控制关闭电机，使阀芯由液体压力顶回初始位置，从而进入准备/返回行程，完成一个冲程的演示。