一种具备教学效果流量数显的活塞式动量实验仪的制作方法_3

文档序号:8906385阅读:来源:国知局
[0化2] 压差传感器10中的一测量口 11通大气,压差传感器10中的另一测量口 12通过 导管与液气转换测压筒2密封连接,该导管上连接有与大气相通的电控调零气阀26。导管 插入液气转换测压筒2的一端位于连通定位管5的底面与液气转换测压筒2的顶面之间, 且高于连通定位管5的底面。
[0化3] 电控调零气阀26至少有并联的两路气路,一路气路的两端分别与压差传感器10 的测量口 12和液气转换测压筒2连通,另一路气路的两端分别与压差传感器10的测量口 12和大气连通。
[0054] 液气转换测压筒2连接有加气复位装置,加气复位装置包括:气累25和测压筒电 控加气气阀23,气累25的排气嘴通过测压筒电控加气气阀23与液气转换测压筒2内压缩 空气密封连接。
[0化5]集水箱38内固定有射流测压筒34,射流测压筒34通过管路与动量管连通,射流测 压筒34的底面低于恒压供水箱6出流口 7的中轴水平面3。射流测压筒34的顶部密封连 通有一根直管式测压管37,该直管式测压管37底部的进水管35插入射流测压筒34内,该 直管式测压管37底部的进水管35底面为水平面,与恒压供水箱6出流口 7的中轴水平面 3同平面。
[0化6] 导管上还连接有测压选择电控气阀28,测压选择电控气阀28至少包括并联的两 路气路,一路气路的两端分别与电控调零气阀26和液气转换测压筒2连通,另一路气路的 两端分别与电控调零气阀26和射流测压筒34内压缩空气连通。
[0化7]直管式测压管37顶部封闭并开有通气孔,该通气孔通过测压管电控加气气阀27 与排气累25的排气嘴密封连通。
[0化引测压管电控加气气阀27至少有并联的两路气路,一路气路的两端分别与直管式 测压管37的通气孔和排气累25的排气嘴连通,另一路气路的两端分别与直管式测压管37 的通气孔和大气连通。
[0化9] 动量管内设有阻巧孔板36。
[0060] 稳水孔板22高于溢流隔板15,稳水孔板22低于溢流隔板15高度的部分开有多排 稳水孔。溢流隔板15上设有两个不同高度的溢流孔,该溢流孔内塞有塞子18和塞子19。
[0061] 基于专利号为化89109218. 8的活塞式动量定律实验仪的结构,动量管的具体结 构可采用申请号为89109218. 8的中国发明专利,动量管是由一面装有叶片和导流板另一 面固定有活塞的冲击平板、活塞套、导流管、泄水窄槽、测压管32及标尺组合而成。
[0062] 该实验仪具有一个带管嘴出流口 7的恒压供水箱6,通常放在实验桌面上,出流口 7为卿趴形进口管嘴,可形成射流出流,恒压供水箱6侧壁外设有集水箱38,集水箱38中固 定有一个带活塞套的测压管32,其活塞套侧壁设有泄水窄槽,测压管32的活塞套滑动连接 有一个带翼片冲击平板的活塞30,且该活塞30中间有导流管,可W让部分冲击的射流通过 导流管流入带活塞套的测压管32中,测压管32的活塞套中轴、活塞30的活塞圆屯、中轴与 恒压供水箱6侧壁的出流口 7的中轴在同一中轴线3上,且测压管32上的标尺零点设在中 轴线3的水平面上。
[0063] 恒压供水箱6中设有一块低于水箱高度的溢流隔板15,固定在恒压供水箱6的底 面,将水箱内部密封隔离成进水工作区和溢流区两部分,恒压供水箱6进水后液位高于溢 流隔板15即溢流而出,恒压供水箱6侧壁的管嘴射流出流口7也设置在进水工作区中,为 了让出流口7的管嘴射流稳定,在进水工作区设置有一块将该区再隔成进水区和稳水工作 区两部分的稳水孔板22,稳水孔板22高于溢流隔板15,稳水孔板22低于溢流隔板15高度 的部分开有多排稳水孔。恒压供水箱6的进水工作区底部设有进水口16,通过进水管与其 下的自循环供水器44相连。自循环供水器44由水箱和供水水累组成。恒压供水箱6的溢 流区设有出水口17,并通过出水管与其下的自循环供水器44相连,出水口17设置在溢流区 的底部,方便排空水至自循环供水器44的水箱中。
[0064] 恒压供水箱6,为了测量不同组实验数据,获得多个溢流恒定水位,该类恒压供水 箱在溢流隔板15上会在不同高度开设几个溢流大孔,并用塞子18、塞子19塞住,根据需要 拔掉不同高度塞子就可调节不同高度的溢流恒定水位。水平面8为不拔掉塞子时的溢流恒 定水位。
[00化]活塞式动量实验仪的集水箱38下部设有回水出口与上回水管41相连,上回水管 41出口正对漏斗43,漏斗43通过下回水管42与自循环供水器44相连;恒压供水箱6的出 流口 7的管嘴射流会流入集水箱38,经上回水管41、漏斗43和下回水管42回到自循环供 水器44,再通过其内水累打入恒压供水箱6,形成自循环实验管路。
[0066] 手动对活塞式动量实验仪流量测量时,只能通过重量体积法测量上回水管41出 口的流量来对应测量恒压供水箱6的出流口7的管嘴射流流量,存在着实时性差的问题,要 待系统完全平衡稳定后,实验数据才准确。另外,活塞式动量实验仪中,测压管32的活塞套 内旋转滑移的带翼片冲击平板的活塞30与射流动量力存在着自动反馈控制的平衡设计, 活塞30受管嘴出流口7的射流冲击带翼片冲击平板后,会在测压管32的活塞套内旋转滑 动,并部分堵住活塞套侧壁的泄水窄槽,射流动量力大于活塞30所受的测压管32内水柱静 水总压力,则推动活塞30旋转向右深入测压管32的活塞套内,泄水窄槽泄流孔变小,泄流 量减小,测压管32内水柱升高,射流动量力小于活塞30所受的测压管32内水柱静水总压 力时,活塞30向左往水箱出流口7方向运动,泄水窄槽泄流孔变大,泄流量增大,测压管32 内水柱下降。最终该样的自动反馈控制平衡后,对应的射流动量力会转换为活塞30所受的 静水总压力=带活塞套的测压管32的测压管水头(压强值)X活塞受力截面积,即用带活 塞套的测压管32上固定的标尺,手工人眼测量其测压管水头高度后,转换就可得到该射流 动量力。
[0067] 由上,为了实时性的数字化测量出流口 7的管嘴射流流量,在原实验仪基础上增 加设计了如下测量结构;在恒压供水箱6内的稳水工作区远离出流口 7地方设置有一个液 气转换测压筒2,液气转换测压筒2的底部与恒压供水箱6的底面固定,或侧面与恒压供水 箱6侧面固定,液气转换测压筒2的底部设有连通口 1 (侧壁底部一圈可多开几个小连通 口,起到过滤稳流进水作用,保证筒内液位水平更稳定上升),用于与恒压供水箱6连通,液 气转换测压筒2的顶部设有连通定位管5,该连通定位管5的底面位于出流口 7的中轴水 平面3上,连通定位管5的底面为水平面;与液气转换测压筒2连接,用于检测液气转换测 压筒2内压缩空气与外界空气压差的压差传感器10 (相对压力传感器);与压差传感器10 连接的传统调零电路、满度放大电路及最终能将压差传感器10检测到的压差放大信号转 换为出流口实时流量的微电脑数显表13,该几部分也组成了电测仪14。压差传感器10中 的一测量接口 11通大气,压差传感器10中的另一测量接口 12与液气转换测压筒2密封连 接。此类测量流体压力的压差传感器10的2个测量接口均为空屯、压力传导管,其中的测量 接口 12通过导管(空屯、压力传导管12、空屯、软管46、空屯、软管45、空屯、软管9和通气管4 依次密封串联连接的管路)与液气转换测压筒2连接,并且导管插入液气转换测压筒2的 一端端面最低点位于连通定位管5的底面与液气转换测压筒2的顶面之间,且高于连通定 位管5的底面,导管可W通过顶面也可W通过上部侧面与液气转换测压筒2上部被封闭的 空气柱相通,从而能传导筒内经液气传压后的压缩空气柱压强到压差传感器10中。
[0068] 实验时,调好桌面水平,放在桌面上的实验水箱6通过水累从进水口 16充水,液位 会W波浪型摆动上升,经稳压孔板22稳流和液气转换测压筒2底部连通口 1同步稳流过滤 进水,可使液气转换测压筒2内部水位平稳上升,液气转换测压筒2内部空气会向上通过连 通定位管5排掉,随着外部实验水箱6中水位升高并高于液气转换测压筒2,对应液气转换 测压筒2内水位平稳上升等高触碰到顶部的连通定位管5底平面时,液气转换测压筒2上 部会封闭一段空气柱无法排出,此时液气转换测压筒2内部水位不再升高,液气转换测压 筒2内水会从其顶部的连通定位管5内流出与实验水箱6水体连通。因此压差传感器10通 过气路连通的导管,测的就是液气转换测压筒2中密封压缩空气柱相对大气压的压力。而 因为液气转换测压筒2中的液气交界面与恒压供水箱6的出流口 7的中轴水平面3为等平 面,所W该相对压强即等于恒压供水箱6中恒定水头作用于出流口 7的中轴水平面3的作 用水头H。。压差传感器10测得H。的压差信号送入微电脑数显表13中,经微电脑内部按标 定公式换算好后,微电脑数显表13的L邸屏
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