蒸汽机模型的制作方法
专利名称：蒸汽机模型的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种教学模型，具体涉及一种向学生演示蒸汽机结构和工作原理的蒸汽机模型。
背景技术：
蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械，由机座、汽缸、活塞、连杆曲柄机构、蒸汽分配装置和飞轮等组成。蒸气机利用蒸气在气缸内膨胀，推动活塞作往复运动而作功的热机。工作时由锅炉产生的高温高压蒸气进入汽缸左侧，推动活塞向右运动，活塞向右侧的废气经汽路从排气口排出。当活塞运动到右端时，滑动阀遮住左侧的汽路，蒸气进入汽缸的右侧，推动活塞向左运动。蒸气使活塞不停地往复运动，活塞通过连杆、曲柄，使机轴和飞轮转动。自瓦特发明蒸汽机以来，蒸汽机就在航空、船舶、发电、冶金、化工、能源与动力工程等领域有着广泛的应用。在中学教学中，有关蒸汽机的工作原理和工作过程的内容，一直是非常重要的一部分。但是，没有模型，枯燥的文字无法激发学生们的学习兴趣，也很难让学生们真正理解蒸汽机的原理和工作过程，得不到预想的教学效果。
实用新型内容本实用新型为了解决上述问题而提供一种向学生演示蒸汽机结构和工作原理的蒸汽机模型。本实用新型为解决这一问题所采取的技术方案是本实用新型的蒸汽机模型，包括底座和设置在底座上的支撑架；支撑架上方设置有内置活塞的汽缸，汽缸的上侧通过气道与进气口连通；从活塞中心伸出的活塞杆从汽缸的底部穿出，下端与连杆连接；支撑架的下部两侧分别设置有飞轮和曲柄，飞轮轴贯穿飞轮、支撑架和曲柄；连杆下端与设置在曲柄上的曲柄轴连接。所述的曲柄呈圆饼形；飞轮轴一端连接在曲柄的圆心处，另一端连接在飞轮的圆心处，曲柄轴设置在曲柄的非圆心处。所述的连杆上端通过连杆销与活塞杆活动连接。所述的支撑架上方与汽缸平齐地设置有蒸汽分配装置，进气口设置在蒸汽分配装置的一侧，气道与蒸汽分配装置的内部相连通。所述的蒸汽分配装置内部设置有滑阀，滑阀的下端与凸轮杆相连接，凸轮杆的下端与设置在飞轮轴上的凸轮相连接。所述的凸轮设置在飞轮轴上飞轮与支撑架之间的位置。所述的汽缸和滑阀配气机构采用全透明的材料制成。本实用新型具有的优点和积极效果是本实用新型的蒸汽机模型，可以实现对蒸汽机工作原理和工作状态的完美演示，所有的传动结构和运动部件都进行外置或透明处理，采用吹动式和汽缸透明的结构，让学生可以直观的观察，体会到活塞和飞轮的运动，使学生易于理解和接受蒸汽机的工作原理， 并能激发学生的学习兴趣，启发学生的想象力和创造性思维，有利于青少年的智力开发；且在实验过程中，学生可以亲自动手参与，达到教学互动的效果，也能拓宽学生机械运动学方面的视野，有助于学生综合能力的培养。
图1是本实用新型的蒸汽机模型的正视图； 图2是本实用新型的蒸汽机模型的立体结构示意图； 图3是本实用新型的蒸汽机模型的俯视图； 图4是沿图3中A-A线的剖视图。 附图中主要部件符号说明 1底座 2支撑架 3飞轮 4曲柄 5飞轮轴 6曲柄轴 7连杆 8汽缸 9活塞杆 10滑阀配气机构 11进气口 12凸轮杆 13凸轮14滑阀 15活塞 16气道 17:连杆销
具体实施方式以下参照附图及实施例对本实用新型进行详细的说明。图1是本实用新型的蒸汽机模型的正视图。如图1所示，本实用新型的蒸汽机模型，包括底座1和底座1上安装的向上竖起的支撑架2。支撑架2上方设置有内置活塞的汽缸8，从活塞中心伸出的活塞杆9从汽缸8的底部穿出，下端与连杆7连接。连杆7的下端与设置在支撑架2的下部的曲柄4上的曲柄轴6连接。曲柄4呈圆饼形，曲柄轴6设置在曲柄4的非圆心处，或近边缘处。曲柄4的圆心处设置有另一端连接到支撑架2下部另一侧设置的飞轮3中心的飞轮轴5。这样，在连杆7随活塞杆上下运动时，曲柄4就会在连杆 7的带动下旋转，从而带动飞轮3旋转。图2是本实用新型的蒸汽机模型的立体结构示意图。如图2所示，支撑架2上方与汽缸8平齐地设置有蒸汽分配装置10，蒸汽分配装置10的一侧设置有进气口 11，流动的空气从进气口 11进入蒸汽机模型内。飞轮轴5位于飞轮3的圆心处，带动飞轮3转动。图3是本实用新型的蒸汽机模型的俯视图；图4是沿图3中A-A线的剖视图。如图3和图4所示，汽缸8内设置有在蒸汽的作用下上下活动的活塞15，从活塞15的中心处向下伸出活塞杆9。支撑架2下部的两侧分别设置有飞轮3和曲柄4。曲柄4与活塞杆9之间由连杆 7连接，连杆7的下端与曲柄4上设置的曲柄轴6连接，连杆7的上端通过连杆销17与从汽缸底部穿出的活塞杆连接。连杆7与活塞杆9之间的连接为活动连接，在活塞杆9上下运动时，连杆7的上端可以相对于活塞杆9微微左右摆动。飞轮轴5贯穿飞轮3、支撑架2和曲柄4 ；飞轮轴5的一端连接在曲柄4的圆心处， 另一端连接在飞轮3的圆心处，中间穿过支撑架2上形成的轴孔。飞轮轴5由支撑架2支撑，并能够在支撑架2的轴孔内自由旋转，并起到连接并支撑飞轮3和曲柄4的作用。汽缸8的上侧设置有与蒸汽分配装置10内部连通的气道16，从蒸汽分配装置10 一侧设置的进气口 11进入的气体，经气道16进入汽缸8内。蒸汽分配装置10内部设置有滑阀14，滑阀14的下端与凸轮杆12相连接，凸轮杆 12的下端与设置在飞轮轴5上的凸轮13相连接。凸轮13设置在飞轮轴上飞轮3与支撑架 2之间的位置。上述的汽缸3和滑阀配气机构10均采用全透明的材料制成。汽缸3和滑阀配气机构10可一体组成。本实用新型的蒸汽机模型采用吹动式和汽缸透明的结构，让学生能够清楚的观察到蒸汽机的动作过程。从进气口 11进入滑阀配气机构10内部的空气，经气道16进入汽缸 8内，推动活塞15上下运动。活塞杆9和其下端连接的连杆7会随着活塞15 —起上下移动，由于连杆7的下端连接到设置在曲柄4非圆心处的曲柄轴6上，在连杆7的带动下，曲柄轴6会带动曲柄4旋转。曲柄4的旋转通过飞轮轴5传递到飞轮3，飞轮3随之旋转。连接在飞轮轴5上的凸轮13也随之转动，从而带动凸轮杆12和与凸轮杆12相连接的滑阀14 上下运动。滑阀14在蒸汽发生装置内上下运动，使滑阀配气机构内的气体能够根据需要有规律的进入和排出汽缸8。上述的过程清楚的演示出，蒸汽从蒸汽锅炉经蒸汽管路和蒸汽分配装置进入汽缸，汽缸内的活塞在蒸汽压力作用下按次序地自一端到另一端作往复运动。活塞向右运动时，活塞向右侧的废气经汽路从排气口排出。当活塞运动到右端时，滑动阀遮住左侧的汽路，蒸气进入汽缸的右侧，推动活塞向左运动。蒸气使活塞不停地往复运动，活塞通过连杆、 曲柄，使机轴和飞轮转动的工作过程。综上所述，本实用新型的蒸汽机模型，可以实现对蒸汽机工作原理和工作状态的完美演示，所有的传动结构和运动部件都进行外置或透明处理，采用吹动式和汽缸透明的结构，让学生可以直观的观察，体会到活塞和飞轮的运动，使学生易于理解和接受蒸汽机的工作原理，并能激发学生的学习兴趣，启发学生的想象力和创造性思维，有利于青少年的智力开发；且在实验过程中，学生可以亲自动手参与，达到教学互动的效果，也能拓宽学生机械运动学方面的视野，有助于学生综合能力的培养。
权利要求1.一种蒸汽机模型，其特征在于该蒸汽机模型包括底座(1)和设置在底座(1)上的支撑架O)；支撑架( 上方设置有内置活塞(1 的汽缸(8)，汽缸(8)的两端通过气道 (16)与进气口(11)连通；从活塞(15)中心伸出的活塞杆(9)从汽缸⑶的下端穿出与连杆(7-1)连接；支撑架O)的两侧分别设置有飞轮(3)和曲柄0)，飞轮轴(5)贯穿飞轮 (3)、支撑架(2)和曲柄⑷；连杆(7)另下端与设置在曲柄⑷上的曲柄轴(6)连接。
2.根据权利要求1所述的蒸汽机模型，其特征在于曲柄(4)呈圆饼形；飞轮轴(5)— 端连接在曲柄(4)的圆心处，另一端连接在飞轮(3)的圆心处，曲柄轴(6)设置在曲柄(4) 的非圆心处。
3.根据权利要求1所述的蒸汽机模型，其特征在于连杆(7)—端通过连杆销(17)与活塞杆(9)活动连接。
4.根据权利要求1所述的蒸汽机模型，其特征在于支撑架( 上方与汽缸(8)平齐地设置有滑阀配气机构(10)，进气口(11)设置在滑阀配气机构(10)的一侧，气道(16)与蒸汽分配装置(10)的内部相连通。
5.根据权利要求4所述的蒸汽机模型，其特征在于蒸汽分配装置(10)内部设置有滑阀(14)及气道，滑阀(14)的下端与凸轮杆(12)相连接，凸轮杆(12)的下端与设置在飞轮轴(5)上的凸轮(13)相连接。
6.根据权利要求5所述的蒸汽机模型，其特征在于凸轮(1 设置在飞轮轴上飞轮 ⑶与支撑架⑵之间的位置。
7.根据权利要求4所述的蒸汽机模型，其特征在于所述的汽缸(8)和滑阀配气机构 (10)采用全透明的材料制成，汽缸(8)和滑阀配气机构(10)可一体组成。
8.根据权利要求4或5所述的蒸汽机模型，其特征在于采用吹动式进行演示，活塞与气缸阻力小，启动气压小。
专利摘要一种蒸汽机模型，通过气体吹动活塞做往复运动，汽缸及滑阀配气机构采用透明材料制成，滑阀配气机构内有进气口、气道、滑阀及排气口，进气口通过气道与汽缸两端连通；从活塞中心伸出的活塞杆从汽缸的一端穿出与连杆连接，连杆另一端与小飞轮上的曲轴连接；滑阀与另一连杆连接，连杆另一端与凸轮连接，小飞轮、曲柄，飞轮、分别设置在支撑架上，飞轮轴贯穿飞轮、支撑架、小飞轮和曲柄，支撑架设置在底座上。本实用新型的蒸汽机模型，所有的传动结构和运动部件都进行外置或透明处理，采用吹动式和汽缸透明的结构。可以实现对蒸汽机工作原理和工作状态的完美演示，让学生可以从外直观观看到蒸汽机汽体通过气道时活塞及滑阀的运动过程，观察到活塞和飞轮的运动。且在实验过程中，学生可以亲自动手参与，达到教学互动的效果，也能拓宽学生机械运动学方面的视野，有助于学生综合能力的培养。
文档编号G09B25/02GK202049665SQ20102066211
公开日2011年11月23日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者常金星, 陈安丽, 陈贤 申请人:天津启星动力科技有限公司
技术领域：
本实用新型涉及一种教学模型，具体涉及一种向学生演示蒸汽机结构和工作原理的蒸汽机模型。
背景技术：
蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械，由机座、汽缸、活塞、连杆曲柄机构、蒸汽分配装置和飞轮等组成。蒸气机利用蒸气在气缸内膨胀，推动活塞作往复运动而作功的热机。工作时由锅炉产生的高温高压蒸气进入汽缸左侧，推动活塞向右运动，活塞向右侧的废气经汽路从排气口排出。当活塞运动到右端时，滑动阀遮住左侧的汽路，蒸气进入汽缸的右侧，推动活塞向左运动。蒸气使活塞不停地往复运动，活塞通过连杆、曲柄，使机轴和飞轮转动。自瓦特发明蒸汽机以来，蒸汽机就在航空、船舶、发电、冶金、化工、能源与动力工程等领域有着广泛的应用。在中学教学中，有关蒸汽机的工作原理和工作过程的内容，一直是非常重要的一部分。但是，没有模型，枯燥的文字无法激发学生们的学习兴趣，也很难让学生们真正理解蒸汽机的原理和工作过程，得不到预想的教学效果。
实用新型内容本实用新型为了解决上述问题而提供一种向学生演示蒸汽机结构和工作原理的蒸汽机模型。本实用新型为解决这一问题所采取的技术方案是本实用新型的蒸汽机模型，包括底座和设置在底座上的支撑架；支撑架上方设置有内置活塞的汽缸，汽缸的上侧通过气道与进气口连通；从活塞中心伸出的活塞杆从汽缸的底部穿出，下端与连杆连接；支撑架的下部两侧分别设置有飞轮和曲柄，飞轮轴贯穿飞轮、支撑架和曲柄；连杆下端与设置在曲柄上的曲柄轴连接。所述的曲柄呈圆饼形；飞轮轴一端连接在曲柄的圆心处，另一端连接在飞轮的圆心处，曲柄轴设置在曲柄的非圆心处。所述的连杆上端通过连杆销与活塞杆活动连接。所述的支撑架上方与汽缸平齐地设置有蒸汽分配装置，进气口设置在蒸汽分配装置的一侧，气道与蒸汽分配装置的内部相连通。所述的蒸汽分配装置内部设置有滑阀，滑阀的下端与凸轮杆相连接，凸轮杆的下端与设置在飞轮轴上的凸轮相连接。所述的凸轮设置在飞轮轴上飞轮与支撑架之间的位置。所述的汽缸和滑阀配气机构采用全透明的材料制成。本实用新型具有的优点和积极效果是本实用新型的蒸汽机模型，可以实现对蒸汽机工作原理和工作状态的完美演示，所有的传动结构和运动部件都进行外置或透明处理，采用吹动式和汽缸透明的结构，让学生可以直观的观察，体会到活塞和飞轮的运动，使学生易于理解和接受蒸汽机的工作原理， 并能激发学生的学习兴趣，启发学生的想象力和创造性思维，有利于青少年的智力开发；且在实验过程中，学生可以亲自动手参与，达到教学互动的效果，也能拓宽学生机械运动学方面的视野，有助于学生综合能力的培养。
图1是本实用新型的蒸汽机模型的正视图； 图2是本实用新型的蒸汽机模型的立体结构示意图； 图3是本实用新型的蒸汽机模型的俯视图； 图4是沿图3中A-A线的剖视图。 附图中主要部件符号说明 1底座 2支撑架 3飞轮 4曲柄 5飞轮轴 6曲柄轴 7连杆 8汽缸 9活塞杆 10滑阀配气机构 11进气口 12凸轮杆 13凸轮14滑阀 15活塞 16气道 17:连杆销
具体实施方式以下参照附图及实施例对本实用新型进行详细的说明。图1是本实用新型的蒸汽机模型的正视图。如图1所示，本实用新型的蒸汽机模型，包括底座1和底座1上安装的向上竖起的支撑架2。支撑架2上方设置有内置活塞的汽缸8，从活塞中心伸出的活塞杆9从汽缸8的底部穿出，下端与连杆7连接。连杆7的下端与设置在支撑架2的下部的曲柄4上的曲柄轴6连接。曲柄4呈圆饼形，曲柄轴6设置在曲柄4的非圆心处，或近边缘处。曲柄4的圆心处设置有另一端连接到支撑架2下部另一侧设置的飞轮3中心的飞轮轴5。这样，在连杆7随活塞杆上下运动时，曲柄4就会在连杆 7的带动下旋转，从而带动飞轮3旋转。图2是本实用新型的蒸汽机模型的立体结构示意图。如图2所示，支撑架2上方与汽缸8平齐地设置有蒸汽分配装置10，蒸汽分配装置10的一侧设置有进气口 11，流动的空气从进气口 11进入蒸汽机模型内。飞轮轴5位于飞轮3的圆心处，带动飞轮3转动。图3是本实用新型的蒸汽机模型的俯视图；图4是沿图3中A-A线的剖视图。如图3和图4所示，汽缸8内设置有在蒸汽的作用下上下活动的活塞15，从活塞15的中心处向下伸出活塞杆9。支撑架2下部的两侧分别设置有飞轮3和曲柄4。曲柄4与活塞杆9之间由连杆 7连接，连杆7的下端与曲柄4上设置的曲柄轴6连接，连杆7的上端通过连杆销17与从汽缸底部穿出的活塞杆连接。连杆7与活塞杆9之间的连接为活动连接，在活塞杆9上下运动时，连杆7的上端可以相对于活塞杆9微微左右摆动。飞轮轴5贯穿飞轮3、支撑架2和曲柄4 ；飞轮轴5的一端连接在曲柄4的圆心处， 另一端连接在飞轮3的圆心处，中间穿过支撑架2上形成的轴孔。飞轮轴5由支撑架2支撑，并能够在支撑架2的轴孔内自由旋转，并起到连接并支撑飞轮3和曲柄4的作用。汽缸8的上侧设置有与蒸汽分配装置10内部连通的气道16，从蒸汽分配装置10 一侧设置的进气口 11进入的气体，经气道16进入汽缸8内。蒸汽分配装置10内部设置有滑阀14，滑阀14的下端与凸轮杆12相连接，凸轮杆 12的下端与设置在飞轮轴5上的凸轮13相连接。凸轮13设置在飞轮轴上飞轮3与支撑架 2之间的位置。上述的汽缸3和滑阀配气机构10均采用全透明的材料制成。汽缸3和滑阀配气机构10可一体组成。本实用新型的蒸汽机模型采用吹动式和汽缸透明的结构，让学生能够清楚的观察到蒸汽机的动作过程。从进气口 11进入滑阀配气机构10内部的空气，经气道16进入汽缸 8内，推动活塞15上下运动。活塞杆9和其下端连接的连杆7会随着活塞15 —起上下移动，由于连杆7的下端连接到设置在曲柄4非圆心处的曲柄轴6上，在连杆7的带动下，曲柄轴6会带动曲柄4旋转。曲柄4的旋转通过飞轮轴5传递到飞轮3，飞轮3随之旋转。连接在飞轮轴5上的凸轮13也随之转动，从而带动凸轮杆12和与凸轮杆12相连接的滑阀14 上下运动。滑阀14在蒸汽发生装置内上下运动，使滑阀配气机构内的气体能够根据需要有规律的进入和排出汽缸8。上述的过程清楚的演示出，蒸汽从蒸汽锅炉经蒸汽管路和蒸汽分配装置进入汽缸，汽缸内的活塞在蒸汽压力作用下按次序地自一端到另一端作往复运动。活塞向右运动时，活塞向右侧的废气经汽路从排气口排出。当活塞运动到右端时，滑动阀遮住左侧的汽路，蒸气进入汽缸的右侧，推动活塞向左运动。蒸气使活塞不停地往复运动，活塞通过连杆、 曲柄，使机轴和飞轮转动的工作过程。综上所述，本实用新型的蒸汽机模型，可以实现对蒸汽机工作原理和工作状态的完美演示，所有的传动结构和运动部件都进行外置或透明处理，采用吹动式和汽缸透明的结构，让学生可以直观的观察，体会到活塞和飞轮的运动，使学生易于理解和接受蒸汽机的工作原理，并能激发学生的学习兴趣，启发学生的想象力和创造性思维，有利于青少年的智力开发；且在实验过程中，学生可以亲自动手参与，达到教学互动的效果，也能拓宽学生机械运动学方面的视野，有助于学生综合能力的培养。
权利要求1.一种蒸汽机模型，其特征在于该蒸汽机模型包括底座(1)和设置在底座(1)上的支撑架O)；支撑架( 上方设置有内置活塞(1 的汽缸(8)，汽缸(8)的两端通过气道 (16)与进气口(11)连通；从活塞(15)中心伸出的活塞杆(9)从汽缸⑶的下端穿出与连杆(7-1)连接；支撑架O)的两侧分别设置有飞轮(3)和曲柄0)，飞轮轴(5)贯穿飞轮 (3)、支撑架(2)和曲柄⑷；连杆(7)另下端与设置在曲柄⑷上的曲柄轴(6)连接。
2.根据权利要求1所述的蒸汽机模型，其特征在于曲柄(4)呈圆饼形；飞轮轴(5)— 端连接在曲柄(4)的圆心处，另一端连接在飞轮(3)的圆心处，曲柄轴(6)设置在曲柄(4) 的非圆心处。
3.根据权利要求1所述的蒸汽机模型，其特征在于连杆(7)—端通过连杆销(17)与活塞杆(9)活动连接。
4.根据权利要求1所述的蒸汽机模型，其特征在于支撑架( 上方与汽缸(8)平齐地设置有滑阀配气机构(10)，进气口(11)设置在滑阀配气机构(10)的一侧，气道(16)与蒸汽分配装置(10)的内部相连通。
5.根据权利要求4所述的蒸汽机模型，其特征在于蒸汽分配装置(10)内部设置有滑阀(14)及气道，滑阀(14)的下端与凸轮杆(12)相连接，凸轮杆(12)的下端与设置在飞轮轴(5)上的凸轮(13)相连接。
6.根据权利要求5所述的蒸汽机模型，其特征在于凸轮(1 设置在飞轮轴上飞轮 ⑶与支撑架⑵之间的位置。
7.根据权利要求4所述的蒸汽机模型，其特征在于所述的汽缸(8)和滑阀配气机构 (10)采用全透明的材料制成，汽缸(8)和滑阀配气机构(10)可一体组成。
8.根据权利要求4或5所述的蒸汽机模型，其特征在于采用吹动式进行演示，活塞与气缸阻力小，启动气压小。
专利摘要一种蒸汽机模型，通过气体吹动活塞做往复运动，汽缸及滑阀配气机构采用透明材料制成，滑阀配气机构内有进气口、气道、滑阀及排气口，进气口通过气道与汽缸两端连通；从活塞中心伸出的活塞杆从汽缸的一端穿出与连杆连接，连杆另一端与小飞轮上的曲轴连接；滑阀与另一连杆连接，连杆另一端与凸轮连接，小飞轮、曲柄，飞轮、分别设置在支撑架上，飞轮轴贯穿飞轮、支撑架、小飞轮和曲柄，支撑架设置在底座上。本实用新型的蒸汽机模型，所有的传动结构和运动部件都进行外置或透明处理，采用吹动式和汽缸透明的结构。可以实现对蒸汽机工作原理和工作状态的完美演示，让学生可以从外直观观看到蒸汽机汽体通过气道时活塞及滑阀的运动过程，观察到活塞和飞轮的运动。且在实验过程中，学生可以亲自动手参与，达到教学互动的效果，也能拓宽学生机械运动学方面的视野，有助于学生综合能力的培养。
文档编号G09B25/02GK202049665SQ20102066211
公开日2011年11月23日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者常金星, 陈安丽, 陈贤 申请人:天津启星动力科技有限公司
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