專利名稱：蒸汽機(jī)模型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)模型，具體涉及一種向?qū)W生演示蒸汽機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理的蒸汽機(jī)模型。
背景技術(shù)：
蒸汽機(jī)是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的往復(fù)式動(dòng)力機(jī)械，由機(jī)座、汽缸、活塞、連桿曲柄機(jī)構(gòu)、蒸汽分配裝置和飛輪等組成。蒸氣機(jī)利用蒸氣在氣缸內(nèi)膨脹，推動(dòng)活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)而作功的熱機(jī)。工作時(shí)由鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸氣進(jìn)入汽缸左側(cè)，推動(dòng)活塞向右運(yùn)動(dòng)，活塞向右側(cè)的廢氣經(jīng)汽路從排氣口排出。當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到右端時(shí)，滑動(dòng)閥遮住左側(cè)的汽路，蒸氣進(jìn)入汽缸的右側(cè)，推動(dòng)活塞 向左運(yùn)動(dòng)。蒸氣使活塞不停地往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞通過連桿、曲柄，使機(jī)軸和飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)。自瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)以來，蒸汽機(jī)就在航空、船舶、發(fā)電、冶金、化工、能源與動(dòng)力工程等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在中學(xué)教學(xué)中，有關(guān)蒸汽機(jī)的工作原理和工作過程的內(nèi)容，一直是非常重要的一部分。但是，沒有模型，枯燥的文字無法激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，也很難讓學(xué)生們真正理解蒸汽機(jī)的原理和工作過程，得不到預(yù)想的教學(xué)效果。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決上述問題而提供一種向?qū)W生演示蒸汽機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理的蒸汽機(jī)模型。本實(shí)用新型為解決這一問題所采取的技術(shù)方案是本實(shí)用新型的蒸汽機(jī)模型包括底座和設(shè)置在底座上的支撐架，由支撐架支撐的飛輪和內(nèi)置活塞的汽缸；底座上設(shè)置有燃料室和鍋爐，鍋爐通過排氣導(dǎo)管與汽缸內(nèi)部連通；一端與汽缸內(nèi)的活塞連接的連桿另一端連接在曲柄設(shè)直的曲柄軸上；曲柄的中央連接有飛輪軸，飛輪軸貫穿飛輪和曲柄。所述的鍋爐呈圓柱形。鍋爐兩邊用箍裝金屬片固定在燃料室頂上。鍋爐兩頭呈圓弧形狀。鍋爐的上側(cè)設(shè)置有注水口和排氣口。所述的燃料室支撐鍋爐處呈圓弧形狀。燃料室放置燃料盒處開口上方呈圓弧狀。所述的燃料室側(cè)壁上形成有開口，燃料室內(nèi)放置有盛裝燃料的燃料盒。所述的鍋爐由透明材質(zhì)制成。所述的飛輪兩側(cè)分別設(shè)置有一個(gè)汽缸，兩個(gè)汽缸通過通氣管連通，通氣管與排氣導(dǎo)管內(nèi)部連通。所述的兩個(gè)汽缸分別固定在連接在支撐架上端的支撐板上。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本實(shí)用新型的蒸汽機(jī)模型，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)蒸汽機(jī)工作原理和工作狀態(tài)的完美演示，所有的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)都進(jìn)行外置，鍋爐進(jìn)行了透明處理，讓學(xué)生可以直觀的觀察，體會(huì)到蒸汽的產(chǎn)生和蒸汽通過汽缸帶動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的過程，使學(xué)生易于理解和接受蒸汽機(jī)的工作原理，并能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造性思維，有利于青少年的智力開發(fā)；且在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生可以親自動(dòng)手參與，達(dá)到教學(xué)互動(dòng)的效果，也能拓寬學(xué)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)方面的視野，有助于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。
圖I是本實(shí)用新型的蒸汽機(jī)模型的立體結(jié)構(gòu)示意圖；附圖中主要部件符號(hào)說明I :底座2 :支撐架3:曲柄4:第一汽缸5 :燃料室6 :燃料盒7:盒蓋8:排氣口9:注水口10 :排氣導(dǎo)管11 :通氣管12 :第二汽缸13:飛輪14:鍋爐。
具體實(shí)施方式
以下參照附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明。圖I是本實(shí)用新型的蒸汽機(jī)模型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，本實(shí)用新型的蒸汽機(jī)模型包括底座I和設(shè)置在底座上的支撐架2，由支撐架2支撐的飛輪13和內(nèi)置活塞的汽缸4。底座I上設(shè)置有燃料室5和鍋爐14，燃料室5側(cè)壁上形成有開口，燃料室5內(nèi)放置有盛裝燃料的燃料盒6。燃料室5支撐鍋爐處呈圓弧形狀，燃料室放置燃料盒處開口上方呈圓弧狀。使用后，燃料盒6可以從燃料室5內(nèi)取出，燃料盒6上方由盒蓋7覆蓋。鍋爐14由透明材質(zhì)制成，鍋爐14呈圓柱形。鍋爐兩邊用箍裝金屬片固定在燃料室頂上。鍋爐兩頭呈圓弧形狀。鍋爐14的上側(cè)設(shè)置有注水口 9和排氣口 8。鍋爐14通過排氣導(dǎo)管10與汽缸內(nèi)部連通。一端與汽缸內(nèi)的活塞連接的連桿另一端連接在曲柄3設(shè)置的曲柄軸上。曲柄3的中央連接有飛輪軸，飛輪軸貫穿飛輪13和曲柄3。汽缸可以設(shè)置一個(gè)，與排氣導(dǎo)管連通，也可以設(shè)置兩個(gè)，即飛輪13兩側(cè)分別設(shè)置有一個(gè)汽缸，第一汽缸4和第二汽缸12。兩個(gè)汽缸通過通氣管11連通,通氣管11與排氣導(dǎo)管10內(nèi)部連通。兩個(gè)汽缸分別固定在連接在支撐架2上端的支撐板上。上端與活塞連接的連桿從汽缸底部穿出，下端與設(shè)置在支撐架2下部的曲柄上的曲柄軸連接。曲柄呈圓餅形，曲柄軸設(shè)置在曲柄的非圓心處，或近邊緣處，兩個(gè)曲柄的曲柄軸具有90°的相位差。曲柄的圓心處設(shè)置有另一端連接到支撐架下部中間的飛輪中心的飛輪軸。飛輪軸貫穿飛輪、支撐架和兩個(gè)曲柄；飛輪軸的一端連接在曲柄的圓心處，另一端連接在飛輪的圓心處，中間穿過支撐架上形成的軸孔。飛輪軸由支撐架2支撐，并能夠在支撐架2的軸孔內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，并起到連接并支撐飛輪和曲柄的作用。這樣，在連桿隨活塞桿上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，曲柄就會(huì)在連桿的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型的蒸汽機(jī)模型采用外置式和鍋爐透明的結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生能夠清楚的觀察到蒸汽機(jī)的動(dòng)作過程。試驗(yàn)時(shí)，將水從注水口 9注入鍋爐10內(nèi)，裝有燃料的燃料盒6去掉盒蓋7，放入燃料室5內(nèi)，點(diǎn)燃。待鍋爐內(nèi)的水沸騰后，會(huì)有蒸汽經(jīng)排氣導(dǎo)管10和通氣管11進(jìn)入汽缸。汽缸內(nèi)的活塞在蒸汽的作用下上下活動(dòng)，蒸汽在活塞的作用下，在第一汽缸和第二汽缸之間流動(dòng)，使兩個(gè)活塞交替地上下運(yùn)動(dòng)。與活塞連接的連桿會(huì)隨著活塞一起上下移動(dòng)，由于連桿的下端連接到設(shè)置在曲柄非圓心處的曲柄軸上，在連桿的帶動(dòng)下，曲柄軸會(huì)帶動(dòng)曲柄旋轉(zhuǎn)。曲柄的旋轉(zhuǎn)通過飛輪軸傳遞到飛輪，飛輪軸位于飛輪的圓心處，帶動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)。多余的蒸汽經(jīng)排氣口 8排出鍋爐。上述的過程清楚的演示出，蒸汽從蒸汽鍋爐經(jīng)排氣導(dǎo)管和通氣管裝置進(jìn)入汽缸，汽缸內(nèi)的活塞在蒸汽壓力作用下按次序地自一端到另一端作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。蒸氣使活塞不停地往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞通過連桿、曲柄，使飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的工作過程。綜上所述，本實(shí)用新型的蒸汽機(jī)模型，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)蒸汽機(jī)工作原理和工作狀態(tài)的完美演示，所有的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)都進(jìn)行外置，鍋爐進(jìn)行了透明處理，讓學(xué)生可以直觀的觀察，體會(huì)到蒸汽的產(chǎn)生和蒸汽通過汽缸帶動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的過程，使學(xué)生易于理解和接受蒸汽機(jī)的工作原理，并能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造性思維，有利于青少年的智力開發(fā)；且在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生可以親自動(dòng)手參與，達(dá)到教學(xué)互動(dòng)的效果，也能拓寬學(xué)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)方面的視野，有助于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。
權(quán)利要求1.一種蒸汽機(jī)模型，其特征在于該蒸汽機(jī)模型包括底座(I)和設(shè)置在底座(I)上的支撐架(2)，由支撐架(2)支撐的飛輪(13)和內(nèi)置活塞的汽缸；底座(I)上設(shè)置有燃料室(5)和鍋爐(14)，鍋爐(14)通過排氣導(dǎo)管(10)與汽缸內(nèi)部連通；一端與汽缸內(nèi)的活塞連接的連桿(7)另一端連接在曲柄(3)設(shè)置的曲柄軸上；曲柄(3)的中央連接有飛輪軸，飛輪軸貫穿飛輪(13)和曲柄(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蒸汽機(jī)模型，其特征在于鍋爐(14)的上側(cè)設(shè)置有注水口(9)和排氣口(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蒸汽機(jī)模型，其特征在于燃料室(5)側(cè)壁上形成有開口，燃料室(5)內(nèi)放置有盛裝燃料的活動(dòng)燃料盒(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蒸汽機(jī)模型，其特征在于鍋爐(14)呈圓柱形。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蒸汽機(jī)模型，其特征在于鍋爐(14)兩邊用箍裝金屬片固定在燃料室頂上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蒸汽機(jī)模型，其特征在于鍋爐(14)兩頭呈圓弧形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蒸汽機(jī)模型，其特征在于燃料室(5)支撐鍋爐處呈圓弧形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蒸汽機(jī)模型，其特征在于燃料室(5)放置燃料盒處開口上方呈圓弧狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蒸汽機(jī)模型，其特征在于飛輪(13)兩側(cè)分別設(shè)置有一個(gè)汽缸，兩個(gè)汽缸通過通氣管(11)連通，通氣管(11)與排氣導(dǎo)管(10 )內(nèi)部連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蒸汽機(jī)模型，其特征在于兩個(gè)汽缸分別固定在連接在支撐架上端的支撐板上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種蒸汽機(jī)模型，包括底座和設(shè)置在底座上的支撐架，由支撐架支撐的飛輪和內(nèi)置活塞的汽缸；底座上設(shè)置有燃料室和鍋爐，鍋爐通過排氣導(dǎo)管與汽缸內(nèi)部連通；一端與汽缸內(nèi)的活塞連接的連桿另一端連接在曲柄設(shè)置的曲柄軸上；曲柄的中央連接有飛輪軸，飛輪軸貫穿飛輪和曲柄。本實(shí)用新型的蒸汽機(jī)模型，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)蒸汽機(jī)工作原理和工作狀態(tài)的完美演示，讓學(xué)生可以直觀的觀察，體會(huì)到蒸汽的產(chǎn)生和蒸汽通過汽缸帶動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的過程，使學(xué)生易于理解和接受蒸汽機(jī)的工作原理，并能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造性思維，有利于青少年的智力開發(fā)。
文檔編號(hào)G09B25/02GK202711570SQ20122034424
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者常金星 申請(qǐng)人:天津啟星動(dòng)力科技有限公司